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小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压...

小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω

1)为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用_____(选填“A”或“B”)

A.“10Ω 5A”的滑动变阻器

B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器

2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是_____

3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图乙所示),分析图像可知:小灯泡的额定功率为_____W

4)完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为U的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经坏,于是他又找来了两个开关和一定值电阻,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请你完成下面实验步骤:

_____(填写SS1S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____

_____(填写SS1S2的通断情况),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1

灯泡额定功率的表达式为P_____

 

B 小灯泡断路 0.625 闭合开关S、S1 U﹣U额 闭合开关S、S2 【解析】 第一空.灯泡正常工作时电流为: IL==≈0.2A。 测定灯泡功率的实验中,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点得,灯泡正常工作时,滑动变阻器电压为: U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V, 由I=可得滑动变阻器电阻为: R滑===17.5Ω, 所以应选规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器。故选B。 第二空.闭合开关后,小灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的。电流表无示数,说明电路存在断路;而电压表示数有示数,说明与电压表并联的灯泡断路。 第三空.根据图乙知,当电压为额定电压U=2.5V时,电流I=0.25A,则小灯泡的额定功率为: P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。 第四空、第五空、第六空、第七空.小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率。根据实验原理P=UI,该灯泡的额定电压已知,只需测出通过灯泡的电流即可计算功率。但电流表已经坏,所以本实验借助阻值为R0的定值电阻,使该定值电阻与灯泡串联,通过测量定值电阻两端电压来计算通过定值电阻的电流,该电流即通过灯泡的电流。所以,结合他设计电路图,实验步骤如下: ①闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U﹣U额; ②闭合开关S、S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表示数为U1; ③通过灯泡的电流: I=IR0=, 灯泡的额定功率的表达式为: P额=U额I=U额×=。  
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考点分析:
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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(00.6A03A)、电压表(03V015V)、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,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______(用II1I2R表示)。

 

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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

5.0

5.2

5.3

5.4

5.5

5.7

平均电阻

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015V量程突然损坏,而03V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______

 

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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ad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cf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

 

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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UI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10Ω15Ω20Ω25Ω30Ω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10Ω15Ω20Ω25Ω30Ω的定值电阻都能使用,则电源电压的范围为______V______V(结果保留小数点后两位)。

 

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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(10Ω15Ω25Ω30Ω),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”)。

 

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