在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路图.
(1)小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系.
①在连接实验电路时,开关应____;
②实验过程中,小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V,记录此时电流表的示数;接着他向____(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数增大为2V,记录此时电流表的示数;继续移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3V,记录此时电流表的示数.小明分析所测数据,得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比:
③此实验中多次测量的目的与下面的________(选填“A”或“B”)实验中多次测量的目的相同.
A.探究串联电路的电压规律 B.测量定值电阻的阻值
(2)如图乙所示,小明将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系.
①小明闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发光,但是电压表的示数始终为0V.经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a、b、c、d中的____(填字母):
②更换导线后,小明完成了三次实验测量,并把数据填写在表格中.其中第一次测量时,电流表的示数如图丙所示,此时的电流为___________A;
③又进行了几次实验后,小明根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的I-U图象应与下图中图象____(选填“a”或“b”)相似.
次数 | 电压U/V | 电流I/A |
1 | 1.5 |
|
2 | 2.0 | 0.28 |
3 | 2.5 | 0.30 |
小宇在做“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验时,设计了如图所示的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,且都有一段电阻丝,U形管中有一定量的液体。
(1)实验过程中是通过观察__________________________来比较导体产生热量的多少。
(2)甲图透明容器中密封着两段电阻丝,分别是5 Ω 和10 Ω,利用甲图所示的装置可以探究电流通过导体产生的热量与 ________的关系。
(3)小宇想利用图乙所示装置探究电流通过导体产生热量与电流的关系,请帮助他将电路图补充完整。正确连接电路,闭合开关一段时间后,小宇发现左侧U形管液面高度差大于右侧U形管液面高度差,可以得出结论:__________________________。
______
(4)为了使得出的结论更具有普遍性,上述实验装置中需添加________________。
(5)当电流表的示数如图丙所示时,乙图中右侧容器中的电阻丝5 min内共产生__________J的热量。
(拓展)小宇将甲装置改装后可测量煤油的比热容。方法是:将两电阻丝换为阻值相等的定值电阻,再将U形管换为温度计,分别向两容器中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油,通电一段时间后,读出温度计的示数分别为t水和t煤油,请写出煤油比热容的表达式c煤油=________(已知水的比热容为c水)。
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额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:
①_____(填写S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____;
②_____(填写S、S1、S2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;
③灯泡额定功率的表达式为P额=_____。
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。