在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越______。
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为______A。
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示:
导线代号 | a | b | c | d |
电流表的示数 |
| 1.3A | 2.2A | 2.7A |
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与______的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是______(填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越______,横截面积越______,电阻越大。
(4)若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻,除了如图甲所示的器材外,至少还需要在此电路接入一个______表和一个变阻器,连好电路后,经多次测量,绘得导线a的U-I图像如图丙所示,则其电阻为______Ω。
为了测量一个小灯泡的额定功率和电阻,现提供的器材如下:
A小灯泡一个(额定电压为2.5V,阻值约几欧);B电流表(0~0.6A~3A);C电压表(0~3V~15V);D滑动变阻器(10Ω 1A);E滑动变阻器(50Ω 0.3A);F滑动变阻器(500Ω 0.1A);G电源(3V);H导线若干。
(1)滑动变阻器应选______(填器材前的字母)。
(2)选出合适的滑动变阻器后,按如图甲所示的电路,将乙图中的实验器材用导线连接起来,其中有一处连接错误,错误的地方是______。
(3)改正错误后,移动滑片,读取多组电压表的示数U、电流表示数I的值,记录在列表中,然后在坐标纸上描点作出I-U关系图,如图丙所示。该图线不是一条直线,其原因是______。
(4)通过丙图可得小灯泡的额定功率为______W,此时电阻为______Ω。
(5)小明想用上面的实验器材测量定值电阻Rx阻值时,发现电压表已损坏,于是重新设计电路,选了一个阻值为R1的定值电阻,连接电路如图丁所示。他先将导线C端接到电流表“-”接线柱上,电流表读数为I1,后将导线C端接到电流表“3”接线柱上,电流表读数为I2,则Rx的阻值为______(用已知字母表示)。
在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒为6V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑片向左滑动时,小灯泡变亮(____)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片放在最______(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电路中发生的故障是______。
(3)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2V,则接下来应将滑动变阻器的滑片向______移动,当电压表的示数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W。
(4)实验过程中,电流表坏了,小明找了一个阻值为10Ω的定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路,小明认为按如下步骤操作也能测出小灯泡的额定功率P额:
①闭合开关,调节滑片,使电压表示数为小灯泡的额定电压。
②保持滑片不动,将电压表接在定值电阻R0两端,测出其电压Uv。就能计算出P额。
但在实验过程中,小明却无法使电压表示数为小灯泡的额定电压,经检查实验器材完好,电路连接正确,则原因是______。
(拓展)完成实验后,小明想利用图丁的电路,在MN间接入适当的元件,能够完成的实验有______(选填序号)。
①接入一个未知电阻Rx,测出它的阻值
②接入一个小灯泡,探究电流和电压的关系
③接入一个已知额定电流的小灯泡,测出灯泡的额定功率
测量小灯泡的额定功率
(1)如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路.检查发现电路中有一根导线连接错误,此时若闭合开关,电流表的指针将_____(填“正常偏转”或“几乎不动”),请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确.
(____)
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1乙所示,电流值为_____A,则小灯泡的额定功率_____W.
(3)实验后,小明又想测量一个额定电压为6V阻值约为8Ω的小灯泡的额定功率,但发现电流表和电压表的大量程均已损坏,于是找来一个阻值为10Ω的定值电阻,设计了如图1丙所示的实验电路,其中电源电压恒为8V请完成下面的实验步骤:
①在图2所示的三个选项中,选出能对应填入虚线框内合理的元件组合_____.
②正确选择元件并连接电路后,闭合开关S调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_____V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为_____W.
在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V 电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程0~3V、0~15V)、电流表(量程0~0.6A、0~3A)、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接(____);
(2)正确连接后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间,电压表均有示数:接在C、F之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是______(选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,此时小灯泡的功率______(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率,要使灯泡L正常发光,滑动变阻器的滑片P应向______(选填“A”或“B”)端移动。当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W;
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是______。
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,用这一电路还可以完成的实验有(写出一个即可)______。
测量标有“2.5V”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻,小灯泡的额定功率估计在0.8W左右。实验室提供的器材有:两节干电池、电压表V(量程0~3V)、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流表:A1(量程0~0.6A)、A2(量程0~3A)。回答下列问题:
(1)电流表应选用______(选填“A1”或“A2”)。
(2)连接好如图甲所示的实验电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有较大的示数。电路的故障可能是______(选填序号)
A.电压表断路
B.小灯泡断路
C.电压表短路,且小灯泡断路
D.电流表短路,且小灯泡断路
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻是______Ω(小数点后保留一位数字)。
(4)考虑到所使用的电压表和电流表内部都有电阻,用此电路测量小灯泡正常工作时的阻值,其测量值与真实值关系是R测______R真。(选填“>”、“<”或“=”)
(拓展)实验结束后,小军认为不需要电压表也可以测出小灯泡(额定电压为2.5V)正常发光时的电阻,于是他找来了阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关。请在虚线框中画出他设计的电路图(____),并写出实验步骤及小灯泡正常发光时电阻的表达式。
实验步骤:______。
小灯泡正常发光时的电阻RL=______。