在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,该实验通过比较______,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少;图中滑动变阻器的作用是______;
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30 s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的变化量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表)。
实验次数 | 电流/A | 通电时间/s | 温度升高量/℃ | 电阻/Ω |
1 | 0.3 | 30 | 10 | 1.5 |
2 | 0.6 | 30 | 10 | 6.0 |
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流______,其产生的热量______;
(3)若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系,可选择乙图中的______(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图烧瓶中的电阻______ (选填“串联”或“并联”)。
(评估)如图丙是同组的小红探究电阻产生的热量与电流的关系的装置,请你与小明的实验装置进行比较并指出其中一位同学装置的优点:______。
探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。
(1)在该实验中,透明的容器中密闭了质量______ (选填“相等”或“不相等”)的空气,我们是通过观察U形管中液面的______来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。此现象的形成是由于实验装置中______ (选填“气体”或“液体”)的热胀冷缩导致的;
(2)图甲是探究电流通过导体产生的热量与______的关系,图乙是探究电流通过导体产生的热量与______的关系;
(3)英国物理学家焦耳通过大量实验研究发现:电流通过导体产生的热量与______成正比,与导体的电阻成正比,与通电的时间成正比。这个规律叫作焦耳定律。
(拓展)家用电烤箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的,请你解释为什么电烤箱的低温挡接入的电阻丝要长一些______。
小胡用如图甲所示的电路“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”。其中电源电压恒为3 V,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
实验 |
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次数 | 电压 |
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U/V | 电流 |
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I/A | 实际电 |
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功率P/W | 小灯泡 |
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亮度 |
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1 | 0.5 | 0.12 | 0.06 | 不亮 |
2 | 1.5 | 0.20 | 0.30 | 偏亮 |
3 | 2.5 | 0.30 |
| 正常 |
4 | 2.8 | 0.32 | 0.90 | 更亮 |
(1)请你按照电路图将实物图连接完整______;
(2)为保证安全,闭合开关前滑动变阻器滑片应该______;
(3)在第1次实验中小灯泡不亮的原因是:______;
(4)根据表中数据可知小灯泡的额定功率为______W,分析表中数据可得出的实验结论是:______ ;(5)将白炽小灯泡换成额定功率相同的LED灯,发现LED灯正常工作时亮度更高,试分析解释原因______;
(拓展)实验选用的滑动变阻器的规格是______ (选填“20 Ω 1 A”或“50 Ω 0.5 A”)。
如图甲是小明同学设计的测量小灯泡电功率的实验电路(灯泡的额定电压为2.5 V)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法______;
(2)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是______;
A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路
(3)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2 V,则应向______移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(拓展)在实验时,电压表出现了故障不能使用,同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙所示),测出了该小灯泡正常发光时的功率,其中定值电阻R=25 Ω,请写出小红同学的操作步骤及测量结果:
①______;
②______;
③小灯泡额定功率表达式为P=______ (用符号表示)。
如图甲为测量“小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整______;
(2)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是______;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某位置,电压表示数(如图乙所示)为______V,则此时小灯泡消耗的实际功率______ (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;
(4)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I-U图像(如图丙所示),根据图像,可计算出小灯泡的额定功率是______W;
(5)进一步分析图像可知,随着灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐增大,造成这一现象的原因可能是______。
(拓展)小明做完实验后发现电流表损坏,他利用剩余器材、阻值已知的电阻和一个单刀双掷开关也完成了对小灯泡额定功率的测量,请你在虚线框中画出小明设计的实验电路图______。
在测定额定电压为“2.5 V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8 Ω)的实验中,电源为两节新干电池。
(1)请用笔画线将图甲电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小______;
(2)连接电路时,开关应______,滑片P应置于______端;
(3)正确连接电路后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑片使电压表的示数为______V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡额定功率是______W;
(拓展)同学们在连接器材时不小心连成了如图丙所示的电路,若考虑电流表的微小电阻,与原本电路图相比,此时电压表示数______ (选填“偏大”或“偏小”),若电流表电阻不变,灯泡电阻越大,实验的误差就______ (选填“越大”或“越小”)。