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小明同学进行“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,小灯泡L上标有“2.5 V”字样...

小明同学进行“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,小灯泡L上标有“2.5 V”字样(电阻约为12 Ω),电源电压恒为3 V

(1)图乙为尚未连接完整的实物电路,请根据图甲用笔画线代替导线将电路连接完整______

(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现无论怎么移动滑片,小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则造成此故障的原因可能是电压表短路或______,若进一步想知道故障究竟是哪个,合理的做法是______

(3)排除故障后再闭合开关,移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的IU图像,根据图像信息可计算出小灯泡正常发光时的电阻是______Ω;分析图像时发现电流与电压不成正比,这是因为______

(4)将图甲中的小灯泡更换成一个定值电阻,可以完成的实验是______

(拓展)小明又发现了一种能测出小灯泡正常发光时的电阻的方法,他设计的电路如图丁所示,其中“”表示标准电阻箱(阻值变化范围是09 999.9 Ω)。(提示:图中的选择开关,可掷向ABCD四挡,当选择开关掷向A挡时,12两支路同时接通)请你帮他写出必要的实验步骤______

 

小灯泡短路 去掉小灯泡,若电流表无示数,说明故障是小灯泡短路;若电流表有示数,说明故障为电压表短路 12.5 灯丝的电阻随温度的升高而增大 探究电流与电压的关系 ①选择开关掷向A,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V。②将选择开关掷向B,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱使电压表的示数为2.5 V,记下电阻箱连入电路中的阻值R0,小灯泡正常发光时的电阻就为R0 【解析】 【拓展】实验步骤:通过“等效代替”思想来测量灯泡在额定电压下的电阻,因此实验步骤为:①选择开关掷向A,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V;②将选择开关掷向B,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱使电压表的示数为2.5 V,记下电阻箱连入电路中的阻值R0,小灯泡正常发光的电阻就为R0。  
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考点分析:
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张芳同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池、标有“2.5 V”字样的小灯泡、两个滑动变阻器R110 Ω 1 A”、R220 Ω 2 A”、开关一个、电压表和电流表各一个、导线若干。

(1)如图甲所示是张芳连接好的实验电路,图中有一根导线连接错误,请在连错的导线上画“”,并补画出正确的导线______

(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表与电压表均无示数。于是小明又找来一个电流表进行电路故障检测,将电流表分别并联在某电路元件两端,测量结果如下表所示。则电路发生的故障可能是______

测试元件

滑动变阻器

开关

电流表示数情况

有示数

无示数

 

(3)排除故障后,移动滑片P,连续依次测得5组数据,如表所示:其中第2次实验时电流表表盘如图乙所示,此时电路中的电流为______A,由表中的数据可知,张芳选用的滑动变器应是______ (选填“R1 或“R2”)。

实验次数

1

2

3

4

5

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

电流I/A

0.16

 

0.22

0.25

0.28

电阻R

3.1

 

6.8

8.0

 

 

(4)由表中的数据可知小灯泡正常发光时电阻为______Ω;(保留一位小数)

(5)张芳将这5组数据求得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是否合理并说明原因:______

(拓展)张芳想用相同的器材测小灯泡的额定功率,但在整理器材时发现电流表坏了,老师告诉她不用电流表,再多给两个开关和一个已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丙的未完成的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请你在图丙的虚线框内分别填入电压表、电阻、开关S2这三个元件的符号,设计出所需的实验电路图______

 

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小明同学利用恒压电源、电流表、电压表、标有“20 Ω 2 A”字样的滑动变阻器等器材,测量待测电阻Rx的阻值,实物电路如图甲所示。

(1)请你在虚线框内画出与图甲对应的电路图______ (不必标出导线abc);

(2)连接完电路后闭合开关,发现电流表指针来回摆动,为了检测故障原因,小明将一根导线分别与导线abc并联,发现只有导线与c并联时电流表指针不再摆动,若只有一处故障,该故障可能是______

(3)排除故障后,将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,闭合开关,观察到电压表的示数为1 V,电流表的示数如图乙所示,通过待测电阻Rx的电流为______ARx的阻值为______Ω,实验中所用电源的电压为______V

(拓展)小明去掉电流表,增加了一个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计的电路图如图丙所示,利用此电路也测量出了待测电阻Rx的阻值。请将下列实验步骤补充完整:

正确连接好实物图,闭合开关S,断开开关S1,移动滑动变阻器滑片至最左端,读出电压表的示数U1

保持滑片的位置不变,______,读出电压表的示数U2

未知电阻的阻值Rx______ (用已知量和测量量的符号表示)

(补充设问)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电压表和滑动变阻器都已损坏。经过思考,小明利用剩下的器材,重新设计电路进行实验(电流表量程足够大)。请在图丁中将小明未完成的实验电路图补充完整______ (测量时电路元件接线不能更改),并把下列实验步骤补充完整。

只闭合开关 S,读出电流表的示数为I1

______

电炉丝电阻Rx的表达式:Rx______

 

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小明同学在做“测量定值电阻”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5 V)两节,电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、电阻、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的实物电路图进行实验。

(1)用笔画线代替导线,将甲图中的实物图连接完整______

(2)连接电路时,开关应该______

(3)小明连接好电路后,闭合开关,发现电流表、电压表都没有示数。小明确定电路的接线良好,且电表和电源都完好,为了尽快查出故障原因,小明将连接在开关C端的导线拆下,把它改接在D端, 结果电压表和电流表都有示数,则电路故障是______

(4)排除故障后,调节滑动变阻器,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示,则该电阻的阻值R______Ω。老师看后说其中有一次是错误的。帮小明分析出错的是第______次,原因是______

实验次数

1

2

3

4

5

6

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

(拓展)小明测完电阻R的阻值后,老师告诉他电池是有内阻的,电池可简化为如图乙所示的部分,小明想要测量这两节干电池串联后的内阻。他将图中滑动变阻器和电流表拆下,闭合开关,电压表示数为2.7 V;若将电压表直接接在电源两端,电压表示数为3 V,据此小明算出两节干电池的内阻为______Ω

 

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