测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是某同学开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,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、电压表均有示数,接下来应进行的操作是______。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,示数为______A,小灯泡的额定功率为______W,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。(保留2位小数)
(4)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光。
③只闭合开关S2,______,使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=______(用I额、I1、I2、R表示)。
在做“测量小灯泡的电阻”的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了完成实验,请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整(____)。
(2)电路连接好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A端”或“B端”)。
(3)当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,灯丝突然烧断,此时电压表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)换相同规格的灯泡,重新实验并记录数据如下表:
电压/V | 2.0 | 2.5 | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 3.5 |
电流/A | 0.40 | 0.48 | 0.53 | 0.56 | 0.58 | 0.61 |
电阻/Ω | 5.0 | 5.2 | 5.3 | 5.4 | 5.5 | 5.7 |
平均电阻/Ω | 5.4 |
根据实验数据,小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻,你认为这种做法合理吗?______(选填“合理”或“不合理”),你的理由是______。
(拓展)小明还想利用现有的实验器材测量小灯泡的额定功率,但此时电压表0~15V量程突然损坏,而0~3V量程完好。请你在不增减器材的情况下,帮他设计测量小灯泡额定功率的实验。要求写出必要的实验步骤,用字母(或数值)记录所测得的物理量并写出小灯泡额定功率的表达式。
实验步骤:______。
小灯泡额定功率的表达式:P额=______。
小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)。现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表,电压表、开关各一个,导线若干。
(1)他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线,将该电路连接完整(____);
(2)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最______端,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为______V;
(3)当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0,他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍0;则由此可以判断故障是:______。
(4)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏,小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验。
①根据已知条件判断,电压表量程应选用______V;
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如下表所示:
次数 | 1 | 2 | 3 |
AC长度(cm) | 4.0 | 14.0 | 20.0 |
电压表示数(V) | 0.8 | 2.0 | 2.4 |
求出第1次实验时电路中的电流I1=______A;利用表中所有数据求出待测电阻Rx=______Ω。
如图甲所示,小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压调为3V,所用滑动变阻器为(40Ω 1A),进行了如下实验:
(1)请你添加一条导线将实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表的读数变大(____)。
(2)连好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则此故障的原因可能是______。
(3)小明设计的实验步骤如下:
①电表调零,开关断开,按照电路图连接电路,滑动变阻器调到阻值最大。
②闭合开关,调节滑片P,读出一组电压表、电流表的示数U和I并记录在表格中。
③根据R=,计算出Rx的阻值并记录在表格中。
从实验步骤看,这个实验存在的主要缺陷是:______。
(4)电路正常后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则电阻Rx的阻值为______Ω。
(5)小明还想探究电流与电阻的关系,电源电压调为6V不变,又取了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻,并使电压表的示数始终保持2.5V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数,然后分析数据得出结论。在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值最大为______Ω。
(拓展)在探究电流与电阻的关系实验中,电阻两端电压始终保持2.5V不变,小明想让5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻都能使用,则电源电压的范围为______V至______V(结果保留小数点后两位)。
小芳利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(60Ω 3A),导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整(____)。
(2)小芳在闭合并关S时,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因可能是:______。
(3)小芳在探究“电流与电压的关系”,连接好电路,闭合开关前滑片应置于______端(选填“A”或“B”),通过实验得到多组实验数据,如下表所示,由这些数据可得结论:当电阻一定时,______。
电压/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电流/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
(4)小芳在探究“电流与电阻的关系”时,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小芳应该保证电压表示数最小为______V不变。
(拓展)实验结束后小芳找来一个小灯泡代替定值电阻探究“电流与电压的关系”,闭合开关,滑动变阻器滑片P滑动过程中,发现电流表的示数与电压表的示数不成正比,原因是:______;
在此过程中小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2,则这两个量的大小关系是:ΔR1______ΔR2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
小宸利用图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。其中电源电压为U,Rt是热敏电阻,其阻值与温度有关,二者关系为Rt=kt+b(k>0,b>0)。
(1)本实验要保持Rt阻值不变,也就是保持Rt的______不变。
(2)使用电流表和电压表前,要检查其指针是否对准______刻度线;接入电路的电流表,应使电流从其______(选填“+”或“-”)接线柱流入。
(3)图乙是某次测量时电压表的示数,其读数为______V,如果要使电压表示数变大,应将滑动变阻器滑片P向______端(选填“a”或“b”)移动;图丙是小宸根据实验数据画出的I-U图像,经分析可得出结论:在电阻不变时,通过电阻的电流与它两端的电压成______比。
(拓展)改变电源电压并换用不同规格的滑动变阻器,两电表量程可重新选择。用标有“2.5V”字样的小灯泡替换Rt,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格第1列中;移动滑片至滑动变阻器中点,测出数据,记录在表格第2列中;分析表格中的数据可知:小灯泡正常发光时,电路的总功率为______W。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 0.9 | 1.5 | 2.5 |
电流I/A | 0.36 | 0.6 | 1 |