小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”.已知电源电压为 4.5V 且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为 25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”.
(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉).
(_____)
(2)电路改正以后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最______端(选填“左”或“右”).
(3)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有_______表有示数(选填“电流”或“电压”).
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持_____V 不变
(5)实验中将 5Ω的定值电阻更换为 10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向_______(选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值.
(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙所示,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确.但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为_____Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为_____Ω的定值电阻.
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=______。