
1.實(shí)驗(yàn) 測量小燈泡的電功率
【知識點(diǎn)的認(rèn)識】
(1)實(shí)驗(yàn)室里通常根據(jù)電功率的計算公式P=UI測量電功率。
測量電功率的方法:①測量用電器的電功率可以用專門的儀器。②用電能表測量出電流通過用電器做的功,用秒表測量出所用的時間。根據(jù)公式P=計算出用電器的電功率。③用電壓表測出加在用電器兩端的電壓,用電流表測出通過用電器的電流,根據(jù)公式P=UI計算出用電器此刻的電功率,這種方法叫做伏安法。
(2)伏安法測電功率的電路圖:如圖所示,測量小燈泡電功率的電路有兩種接法。
(3)如果沒有電壓表,我們可以用一個已知電阻和電流表來代替電壓表,根據(jù)U=IR可得出電壓值,這時應(yīng)將小燈泡與已知電阻并聯(lián),因?yàn)榈贸隽艘阎娮鑳啥说碾妷?,就知道了小燈泡兩端的電壓;反之,如果沒有電流表,我們可以用一個已知電阻和電壓來代替電流表,根據(jù)I=可得出電流值,這時應(yīng)將小燈泡與已知電阻串聯(lián),因?yàn)榈贸隽艘阎娮璧碾娏鳎椭懒送ㄟ^小燈泡的電流。
【解題方法點(diǎn)撥】
伏安法測電功率的實(shí)驗(yàn)器材:電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、小燈泡、燈座、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
選擇器材的規(guī)格時要注意:
①電源電壓要適當(dāng)大于小燈泡的額定電壓。
②電壓表、電流表量程要滿足測量需要。
③滑動變阻器允許通過的電流要大于小燈泡正常發(fā)光時的電流,最大阻值與小燈泡的電阻差不多即可。
【命題方向】
第一類常考題:
在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
(1)連接電路時開關(guān)應(yīng) 斷開 ,電流表的量程應(yīng)選0~ 0.6 A。
(2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1中的實(shí)物電路連接完整。
(3)閉合開關(guān)前,圖2中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于 A 選填“A”或“B”)端。
(4)小葉同學(xué)閉合開關(guān),移動滑片P到某一點(diǎn)時,電壓表示數(shù)(如圖2所示)為 2.2 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖1中滑片P向 B 選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V。
(5)小向同學(xué)移動滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖3所示的I﹣U圖象,根據(jù)圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是 0.5 W。
(6)小勇同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中連接好電路,閉合開關(guān),移動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),原因可能是 燈絲斷了 (寫出一種即可)。
分析:從保護(hù)電路(用電器)出發(fā),確定開關(guān)狀態(tài)和閉合開關(guān)前滑片所處位置;知道小燈泡的大體阻值可確定所用量程及實(shí)物圖的連接;由U﹣I圖象提供信息算出額定功率。
解:(1)為保護(hù)電路,連接電路時,開關(guān)要斷開,閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)處于連入阻值最大處(A端),
(2)電路圖連接如圖所示:;
(3)因?yàn)闊粽0l(fā)光時:I=≈=0.25A,所以選0﹣0.6A量程。
(4)由圖讀數(shù)燈兩端電壓為2.2V,要使之變大為2.5V,就要使滑動變阻器兩端電壓減小,連入電阻減小,所以要向B移動滑片。
(5)由U﹣I圖象可得:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
(6)電壓表有示數(shù),說明問題出在電壓表兩接線柱之間的電路,短路不對(這樣電壓表示數(shù)為0),只能是開路:小燈泡燈絲斷了。
點(diǎn)評:從U﹣I圖象可以得出的信息:知道一定電壓下的通過導(dǎo)體電流可以求導(dǎo)體電阻,同時也可求電功率。
第二類常考題:
小宇同學(xué)思考能不能只用一只電表測出小燈泡的電功率,他設(shè)計了下列四個電路圖。圖中的電源電壓U保持不變,小燈泡的額定電壓為U0,且U>U0,定值電阻的阻值為R.在不改變電路連接的情況下,能測出小燈泡額定功率的是( )
A. B. C. D.
分析:小燈泡的額定功率等于額定電壓和額定電流的乘積,小燈泡的額定電壓U0已知,關(guān)鍵是測出額定電流??梢圆豢紤]S1和滑動變電阻的作用,假設(shè)都是閉合狀態(tài),分別分析每個電路的開關(guān)及電流表和電壓表的關(guān)系,看哪一個電路圖能測量出燈泡的額定電流。
解:A、S2閉合S3斷開時,電流表把燈泡短路,燈泡不發(fā)光;S2斷開S3閉合時,電流表把電阻短路;兩個都閉合或斷開時,電流表均無示數(shù)。測不出燈泡的額定電流,故不符合題意;
B、S2閉合S3斷開,電壓表測電燈兩端的電壓,其上端為正接線柱、下端為負(fù)接線柱;S3閉合S2斷開,電壓表測定值電阻R兩端的電壓,其上端為負(fù)接線柱,下端為正接線柱;電壓表的兩次接線方法相反,在不改變電路連接方式的情況下,無法進(jìn)行測量,故不合題意;
C、開關(guān)處于1的位置,電壓表測量的是燈泡和電阻串聯(lián)后的兩端電壓U;開關(guān)處于2的位置,電壓表測量的是燈泡的兩端電壓U0,則小燈泡的電流為I=,小燈泡的額定功率表達(dá)式是P=U0I=U0,故符合題意;
D、開關(guān)處于1的位置,電流表把燈泡和電阻短路,電流表測量滑動電阻的電流;開關(guān)處于2的位置,電流表把小燈泡短路,測量的是通過電阻的電流。測不出燈泡的額定電流,該不符合題意。
故選C。
點(diǎn)評:本題考查了測燈泡額定功率問題,分析電路圖,判斷能不能測出燈泡正常發(fā)光時流過它的電流是解題的關(guān)鍵;分析開關(guān)閉合與斷開時電路的連接情況,綜合性較強(qiáng),很容易出錯?!局R點(diǎn)的認(rèn)識】
提出問題:我們已經(jīng)用電壓表、電流表間接測量過小燈泡的電阻了,你能設(shè)計一個方法來測量出小燈泡的電功率嗎?怎樣測量?
實(shí)驗(yàn)設(shè)計:
1.實(shí)驗(yàn)原理P=UI
根據(jù)P=UI可知,只要用電壓表(伏特表)測出小燈泡兩端的電壓、用電流表(安培表)測出通過小燈泡的電流,就可以間接測量出小燈泡的電功率了.即用伏安法測小燈泡的電功率.為了測量不同電壓下的電功率,我們要用串聯(lián)滑動變阻器的辦法,來控制加在燈泡兩端的電壓.
2.實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動變阻器.
3.實(shí)驗(yàn)電路:若所用小燈泡的額定電壓是2.5V,要測出小燈泡的功率,至少需要兩節(jié)干電池(3V)作電源,電路圖和實(shí)物電路圖設(shè)計如圖甲乙所示.
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)按電路圖連接實(shí)物圖,將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大(右)端;
(2)檢查電路無誤后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時,停止滑動,記錄此時電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中.
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,分別使電壓表的示數(shù)低于2.SV、等于2.5V的1.2倍(注意不能超過小燈泡的額定電壓太多,否則會損壞小燈泡),記錄每一次對應(yīng)電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中.
(4)將實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI,算出小燈泡的實(shí)際功率,并填人表格中.
實(shí)驗(yàn)分析:(1)小燈泡的發(fā)光情況由它的實(shí)際功率決定,實(shí)際功率越大,燈泡越亮.
(2)燈泡實(shí)際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變,電壓越大,功率越大.
(3)燈泡的實(shí)際功率可以等于額定功率,也可以不等于額定功率.
【解題方法點(diǎn)撥】
(1)伏安法測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,滑動變阻器的作用:
①閉合開關(guān)前,應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其連入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,這樣能夠保護(hù)電路中的各個電路元件不至于損壞;
②接通電源后,移動滑動變阻器的滑片,可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓.
(2)實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng):
①連接電路時開關(guān)一定要斷開,并且滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處,以保護(hù)電路.
②電壓表和電流表的量程,應(yīng)大于小燈泡的額定電壓和額定電流,以免燒壞電表.
③滑動變阻器的選擇:通過它的最大電流應(yīng)大于燈泡的額定電流,它的最大阻值應(yīng)使連入它后電路的電流不超過燈泡的額定電流太大,最好和燈泡的電阻大致差不多,這樣調(diào)節(jié)效果更明顯.
④在移動滑動變阻器的滑片使小燈泡兩端電壓高于額定電壓時要注意,實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍,同時時間不能過長,否則易燒壞燈泡.
【命題方向】
測量小燈泡的電功率的綜合實(shí)驗(yàn)是中考的主要命題方式.
例:在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω.
(1)連接電路時開關(guān)應(yīng) 斷開 ,電流表的量程應(yīng)選0~ 0.6 A.
(2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整.
(3)閉合開關(guān)前,圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于 A (選填“A”或“B”)端.
(4)小葉同學(xué)閉合開關(guān),移動滑片P到某一點(diǎn)時,電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為 2.2 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑片P向 B (選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V.
(5)小向同學(xué)移動滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的I﹣U圖象,根據(jù)圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是 0.5 W.
分析:(1)為保證安全,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;電流表的量程根據(jù)燈泡規(guī)格確定.
(2)連接實(shí)物圖時,應(yīng)注意電流表、電壓表量程及電流方向,滑動變阻器要采用“一上一下”的接法;
(3)為保護(hù)電路,閉合開關(guān)之前,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)最大;
(4)讀取電壓表示數(shù)時,注意選擇的量程和對應(yīng)的分度值;要測量燈泡的額定功率,兩端電壓應(yīng)該為額定電壓.
(5)已知額定電壓和正常工作電流,利用P=UI計算燈泡的額定功率.
解:
(1)連接電路時,開關(guān)S應(yīng)處于斷開狀態(tài).
燈泡正常發(fā)光時,通過的電流為I===0.25A,所以電流表選擇0~0.6A量程.
(2)電路大部分連接完成,由上面知道了選擇的電流表的量程,只要將電流表的“0.6A”與燈泡左側(cè)的接線柱連接即可.
(3)為使滑動變阻器接入電路的電阻最大,應(yīng)該使滑片位于距離B接線柱最遠(yuǎn)的位置,也就是處于A端.
(4)電壓表的示數(shù)為2.2V,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)使電路電流變大,滑動變阻器阻值變小,由電路圖知滑片應(yīng)向B滑動.
(5)由圖象知U=2.5V時,I=0.2A,則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
故答案為:
(1)斷開;0.6;(2)實(shí)物連接如下圖:
(3)A;(4)2.2;B;(5)0.5.
點(diǎn)評:連接實(shí)物圖時應(yīng)注意:1、電壓表、電流表的正負(fù)接線柱不要接反.2、注意電壓表、電流表的量程不要接錯.3、滑動變阻器的分壓與限流接法,滑片移動時阻值的變化應(yīng)符合題意要求.4、作圖要美觀,連線不要交叉.
一.實(shí)驗(yàn) 測量小燈泡的電功率(共60小題)
1.如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路,器材有:6V電源一個,額定電壓為5V的小燈泡(電阻約15Ω)一個,電流表和電壓表各一個,滑動變阻器A“50Ω 2A”和滑動變阻器B“10Ω 1A”各一個,開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。
(1)實(shí)驗(yàn)中為了測量更多的數(shù)據(jù)應(yīng)選用的滑動變阻器是 (選填“A”或“B”);
(2)如圖乙所示是通過燈泡的電流跟兩端電壓的關(guān)系,小燈泡的額定功率為 W;
(3)由圖像可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓較小時,其阻值隨電壓增大 (填“增大”或“減小”或“幾乎不變”);電壓較大時其阻值隨電壓增大而 (填“增大”或“減小”或“幾乎不變”)。
2.在“測定2.5V小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒定。
(1)某同學(xué)根據(jù)圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,燈泡突然不亮,電流表、電壓表的示數(shù)都變?yōu)?.經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則可能的故障是 。
A.燈泡處斷路 B.滑片與變阻器電阻絲斷開
(2)排除故障后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。某時刻,電壓表的示數(shù)為2.6V,現(xiàn)要測定小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向 (填“左”或“右”)移動,直至電壓表示數(shù)為 V,若此時電流表示數(shù)為0.4A,小燈泡的額定功率為 W。
(3)根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整。
3.
(1)某同學(xué)做“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn),他所使用的小燈泡的額定電壓可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”。該同學(xué)正確連接好電路,閉合開關(guān)時記錄了第1組數(shù)據(jù);
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時記錄了第2組數(shù)據(jù);把滑動變阻器滑片移到端點(diǎn)時小燈泡閃亮一下,后熄滅,并記錄了第3組數(shù)據(jù),如表所示。則他所用電源的電壓為 V,所用小燈泡的額定功率為 W。
(2)在如圖1所示的電路中,標(biāo)準(zhǔn)電阻R0=1.0kΩ,其阻值不隨溫度變化,R1為可變電阻。電源電壓U=7V.電阻R上的電壓與電流的關(guān)系如圖所示。當(dāng)改變可變電阻R1,使電阻R和R0中消耗的電功率相等時,通過電阻R的電流是 mA;當(dāng)R1=0時,這時電阻R兩端的電壓是 V。
4.小寶同學(xué)要測量一個小燈泡的電功率,已知電源電壓是6V,小燈泡的額定電壓是2.5V,燈絲電阻大約為10Ω,滑動變阻器的規(guī)格有A“10Ω 1A”,B“20Ω 1.5A”
(1)為了測小燈泡的額定功率,滑動變阻器應(yīng)選 (選填“A”或“B”)。請用筆畫線代替導(dǎo)線幫小寶同學(xué)將圖甲中的實(shí)物圖連接完整,要求:滑片向右移動時燈變亮。
(2)故障排除后,為了測出小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為 V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(3)為了考查同學(xué)們的能力,老師拿來了一個已知額定電流為0.2A,但額定電壓未知的小燈泡,一個已知阻值為R的電阻和兩個開關(guān)S1、S2,利用上面的部分器材為同學(xué)們設(shè)計了如圖丙所示的電路來測量小燈泡的額定功率,請你將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整;
① (填開關(guān)S、S1、S2的通斷情況),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 ;
②閉合開關(guān)S、S2,斷開S1, (選填“適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片”“保持滑動變阻器的滑片不動”),讀出電壓表的示數(shù)為U;
③燈泡額定功率的表達(dá)式為:P= 。
5.(1)小華利用如圖甲所示的電路驗(yàn)證電功與電壓的關(guān)系。
①甲燈泡和乙燈泡工作時的電阻要 (選填“相同”或“不同”)。
②幫小華在圖甲上補(bǔ)畫導(dǎo)線,使其成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。
③正確連接好電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)兩燈泡始終不亮,且電壓表V1有示數(shù)、V2無示數(shù),則出現(xiàn)故障的原因可能是 。
④排除故障后,小華正確操作,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:電壓表V2的示數(shù)較大,燈泡 (選填“甲”或“乙”)較亮。
(2)小明要測量標(biāo)有“0.3A”字樣的小燈泡的額定功率?,F(xiàn)有器材:電壓恒為5V的電源,一只電流表,標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器A和標(biāo)有“×Ω 1A”的滑動變阻器B(阻值模糊不清),實(shí)驗(yàn)過程如下:
①選用滑動變阻器A,設(shè)計電路如圖乙所示,正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時,小燈泡正常發(fā)光。
②斷開開關(guān),保持滑動變阻器A的滑片位置不變,用滑動變阻器B替換小燈泡后,再閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器 的滑片,使電流表示數(shù)為0.3A。
③保持滑動變阻器 的滑片位置不變,把另一只滑動變阻器的滑片移到阻值 (選填“最大”或“最小”)端,此時電流表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定電功率為 W。
6.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接;
(2)同學(xué)們進(jìn)行試觸時,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路中發(fā)生的故障可能是 (選填“小燈泡斷路”、“小燈泡短路”或“滑動變阻器處斷路”);
(3)某次實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們看到電壓表示數(shù)為1.8V,要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向 (選填“A”或“B”)端移動滑片,當(dāng)燈正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 W;
(4)在測量過程中,電流表和滑動變阻器不慎損壞,小夢撤去電流表,用一個電阻箱代替滑動變阻器接入原電路中,也測出了小燈泡的額定功率,請你簡要寫出他的測量步驟和額定電功率的表達(dá)式。
步驟:①
②表達(dá)式:P= 。
7.小王同學(xué)要測量額定電壓為2.5V的小燈泡電功率,阻值約為10Ω,已知電源電壓為4.5V。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。
(2)開關(guān)閉合前小王發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,原因是 ;該同學(xué)閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變,可能的原因是 。
(3)小王同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時,如果將電流表和小燈泡的位置交換了,其他連接正確,閉合開關(guān)后出現(xiàn)的現(xiàn)象是 。
(4)小王同學(xué)從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù),得到小燈泡圖像如圖丙所示,則小燈泡的額定功率 ,所用滑動變阻器的規(guī)格是下列選項(xiàng)中的 (選填字母)。
A.“5Ω 2A”
B.“25Ω 2A”
C.“40Ω 2A”
D.“50Ω 2A”
(5)在某次調(diào)節(jié)中,滑動變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1,小燈泡的阻值變化了ΔR2,則ΔR1 ΔR2 (選填“>”、“<”或“=”),你的理由是: 。
8.某同學(xué)做“測量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室有如下器材:電源(電壓恒為6V)、小燈泡(額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為10Ω)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個,滑動變阻器一個,導(dǎo)線若干。
(1)如果電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則故障原因可能是小燈泡 。
(2)確定電路正確后,移動滑動變阻器滑片在不同位置,小燈泡U﹣I圖象如圖乙所示,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,小燈泡的額定功率為 W。
(3)若將此小燈泡與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,則小燈泡的實(shí)際功率為 W,若將兩個完全一樣的該燈泡并聯(lián)后再與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,則兩個小燈泡的實(shí)際總功率為 W。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
9.小明在進(jìn)行“伏安法測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為3V,小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)如圖甲,在連接的實(shí)物圖中,有一根導(dǎo)線連接錯誤,在這根線上打“×”,并在圖中改正。
(2)正確連接電路后,移動滑動變阻器的滑片在不同的位置,小燈泡R﹣U圖象如圖乙。由圖象可知,當(dāng)所加電壓為2.5V時,燈絲的電阻為 Ω,小燈泡的額定功率為 W。
(3)小華同學(xué)在沒有電流表的情況下,利用已知電阻R設(shè)計了如圖丙的電路,也測出了小燈泡的額定功率,將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
①正確連接電路后,閉合開關(guān)S;
②S1、S2分別擲向a和c,調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V;
③ ,測出電阻R兩端的電壓U;
④小燈泡的額定功率表達(dá)式P額= (用已知量和測量量符號表示)。
10.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,所用電源電壓恒為3V,小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的實(shí)物電路圖連接完整。
(2)在連接電路時,開關(guān)始終是 (填“斷開”或“閉合”)的,在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最 (填“右”或“左”)端。
(3)閉合開關(guān)后進(jìn)行了4次實(shí)驗(yàn),并將有關(guān)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在題目的表格中,第1次實(shí)驗(yàn)小燈泡不亮的原因是燈泡實(shí)際功率 (填“太大”或“太小”)。
(4)分析上表中數(shù)據(jù)可知該小燈泡的額定功率為 W,實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:小燈泡的實(shí)際功率越 ,燈泡越亮。
11.測量小燈泡有額定功率,已知小燈泡的額定電壓為2V。
(1)小李想用圖甲的電路完成實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在這根線上打“×”,并在圖中改正。
(2)小陳設(shè)計了如圖乙所示的電路,也完成了實(shí)驗(yàn),請完成下列填空(電源電壓不變,R1和R2為滑動變阻器,R2的最大電阻為R0)。
①只閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)R2,使電壓表的示數(shù)為2V;
②只閉合開關(guān)S、S2,調(diào)節(jié) ,使電壓表的示數(shù)仍為2V;
③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端,記下電壓表的示數(shù)為U1;再將R2的滑片P調(diào)至最右端,記下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額= 。(用U額、R0、U1、U2表示)
(3)小聰買了一個標(biāo)有“220V 300W”的迷你電飯煲,他想用圖丙的方式測量其真實(shí)的電阻值。其中電源電壓36V,Rx為迷你電飯煲,滑動變阻器的最大阻值為20Ω。
實(shí)驗(yàn)過程中小聰發(fā)現(xiàn),不論怎樣調(diào)整滑動變阻器滑片P的位置,電壓表的示數(shù)幾乎不發(fā)生變化。經(jīng)檢查,電路元件完好,各處接線也無誤。請重新設(shè)計電路圖,不更換實(shí)驗(yàn)器材,通過增減導(dǎo)線或改變接線的方式,以有效地改變電飯煲兩端的電壓。電路圖畫到圖丁的方框內(nèi)。
12.小華和小明同學(xué)分別做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)。
(1)小華的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖(a),電源電壓為3伏且保持不變,滑動變阻器標(biāo)有“3A 5Ω”的字樣,所用小燈泡是測定電壓為“2.2V”和“2.5V”中的一個。閉合電鍵后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)滑片在中點(diǎn)附近某位置時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,則該試驗(yàn)中所用小燈泡的額定功率為 瓦。接著,小華又移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出耀眼的亮光,則此時小燈泡的電功率 額定功率(選填“小于”、“等于”或“大于”),可判斷他是向滑動變阻器的 端移動(選填“左”或“右”)。
(2)小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中,電源為學(xué)生電源(電壓為2V的整數(shù)倍),待測小燈(標(biāo)有“2.5V”字樣、額定功率在0.5W~0.8W之間)、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵以及導(dǎo)線若干;他正確串聯(lián)實(shí)驗(yàn)器材,然后,將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合電鍵后,繼續(xù)移動變阻器的滑片,觀察到隨著小燈泡亮度逐漸而增加,電壓表的示數(shù)逐漸變小。他經(jīng)過思考后,繼續(xù)移動變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光,并記下了此時電壓表和電流表的示數(shù)。
①請畫出小明同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)電路圖。
②如果將小明所記錄的電壓表和電流表的示數(shù)相乘,得到的電功率為1.65W。請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈泡的額定功率為 。
13.小雨測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率:
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲電路連接完整。
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的最 (填寫“左”或“右”)端。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,燈泡都不亮,電壓表和電流表均無示數(shù)。小雨找來一根完好的導(dǎo)線,一端連在電源負(fù)極,另一端分別觸碰接線柱B、C、D,當(dāng)發(fā)現(xiàn)只有觸碰接線柱D時,燈泡才發(fā)光,若電路中只有一處故障,且各器材、導(dǎo)線均完好,則電路故障可能是 。
(4)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則通過小燈泡的電流為 A,燈泡的額定功率為 W。
14.“測量燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:學(xué)生電源0~15V、額定電壓為2.5V的燈泡、規(guī)格為“60Ω 2A”的滑動變阻器以及電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。
(1)如圖甲所示,將電源電壓調(diào)到3V,請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整,要求閉合開關(guān)后,滑片向右移動,燈泡變亮。
(2)連好電路閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光,電壓表指針滿偏,電流表的指針幾乎沒動,則原因是 。
(3)排除故障后閉合開關(guān)、移動滑片使燈泡兩端的電壓為1.3V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 A;要測得燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向 (選填“左”或“右”)端滑動。
(4)通過移動滑片,分別記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成如圖丙所示的U﹣I圖像,根據(jù)圖像提供的信息,可計算出燈泡的額定功率是 W。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明將燈泡換成定值電阻,將學(xué)生電源保持3V不變,通過更換三個不同的電阻(10Ω、20Ω、30Ω)來探究電流與電阻的關(guān)系,用20Ω的電阻替換10Ω的電阻后,為了保證定值電阻兩端的電壓不變,應(yīng)使滑動變阻器連入電路的阻值 (選填“變大”或“變小”);為了順利完成這三次實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端的電壓最小為 V。
15.如圖甲所示,在測定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,選用的電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)按電路圖連接電路。
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表、電流表均無示數(shù),原因可能是下列中的哪一種 (只填選項(xiàng))
A.燈泡斷路
B.電壓表短接
C.燈泡短接
D.滑動變阻器斷路
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑片至某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為 V;要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù),滑片P應(yīng)向 (選填“a”或“b”)端移動;
(4)改變滑片P的位置,測得多組對應(yīng)的電壓、電流值。描繪的小燈泡L兩端電壓隨電流I變化的U﹣I關(guān)系圖線如圖丙所示,由圖可知小燈泡L的阻值隨其兩端電壓的升高而變 ,當(dāng)其兩端電壓為2V時小燈泡消耗的功率為 W。
16.小華用如圖甲所示電路測量小燈泡的額定功率。小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣,額定功率約1W,滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”,電源電壓恒為6V。
(1)在實(shí)驗(yàn)中,小華不慎將電流表和電壓表的位置接反了,則合上開關(guān)后看到的現(xiàn)象可能是 。
A.只有電流表有示數(shù),燈不亮
B.兩電表均有示數(shù),燈亮
C.只有電壓表有示數(shù),燈不亮
D.只有電流表有示數(shù),燈亮
(2)排除故障后,小華閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,該電流值為 A,測出的額定功率為 W。
17.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有額定電壓為3.8V的小燈泡、滑動變阻器(20Ω 2A)、蓄電池3節(jié)、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干等。
(1)本實(shí)驗(yàn)小燈泡的電功率可以通過 (用公式表示)來計算;
(2)在連接電路前,小麗同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表的三個接線柱中,有一個接線柱的標(biāo)識模糊不清。
她嘗試連接了如圖甲所示的實(shí)物圖,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電表均正常偏轉(zhuǎn)。由此說明這個接
線柱是 接線柱(選填“+”或“﹣”)。
(3)閉合開關(guān)后,若出現(xiàn)下表所述的現(xiàn)象,請在表中空格處填寫可能的原因:
(4)排除故障后,再閉合開關(guān),移動滑片P到某處時,電壓表示數(shù)如圖乙所示。為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動,并注意觀察表,當(dāng)其示數(shù)為 時,停止移動滑片,并記錄另一表的示數(shù)。
18.小夢選用了如圖1所示的器材及電路“測定小燈泡的功率”,其中,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”,電源電壓恒為3V。
(1)連接電路過程中,滑片P應(yīng)置于 端。(選填“A”或者“B”)
(2)閉合開關(guān)后,小燈泡幾乎不發(fā)光,兩電表均有較小示數(shù),無論怎樣移動滑片P,小燈泡亮度及兩電表示數(shù)均不變,則故障可能是 。
(3)排除故障后,移動滑動變阻器P到某處時,電壓表示數(shù)為2V,若要測小燈泡的額定功率時,應(yīng)將滑片P向 端移動(選填“A”或“B”)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖2所示,則小燈泡的額定功率是 W。
(4)利用該電路繼續(xù)探究電流跟電阻的關(guān)系時,需將小燈泡換成適當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮鑂,其他器材不變。若實(shí)驗(yàn)時保持電壓表示數(shù)為2V不變,則更換電阻的阻值不能大于 Ω。
19.小陽為測量額定電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電功率及觀察小燈泡的發(fā)光情況,連接了如圖所示的電路。
(1)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)放置在 端。(選填“左”或“右”)
(2)小陽的實(shí)驗(yàn)記錄如上表所示,則小燈泡兩端電壓U=1.3V時的電功率P= W。
(3)由上表的實(shí)驗(yàn)記錄你還能得到的結(jié)論: 。(寫出一條即可)
(4)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)電路還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有: 。(寫出一個即可)
20.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用圖甲所示器材測量小燈泡電功率,待測小燈泡L的額定電壓為3.8V,額定功率小于1W,電源電壓恒為6V,滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”,圖甲所示是該實(shí)驗(yàn)小組沒有連接完整的電路。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲中把電路連接完整
(2)正確連接完電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片,小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)明顯,仔細(xì)檢查,連接無誤,那么出現(xiàn)該狀況的原因應(yīng)該是 (選填“A”、“B”、“C”或“D”)
A.電流表內(nèi)部斷路了
B.燈泡的燈絲斷了
C.燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路
D.滑動變阻器的電阻線斷了
(3)排除故障后,通過正確操作,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,其值為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)測出小燈泡的額定功率后,再測大于小燈泡額定功率的實(shí)際功率,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 (選填“左”或“右”)端滑動。
(5)測量小燈泡的電功率 (選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,原因是 。
(6)圖丙是該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)測量小燈泡電功率的電路圖,測量后他們對測量結(jié)果進(jìn)行了誤差分析,考慮電表本身對電路的影響,該電路主要是由于所測 (選填“電壓”或“電流”)值偏大引起小燈泡電功率偏大的。
21.測量小燈泡的額定電功率實(shí)驗(yàn)
Ⅰ.小組同學(xué)選擇以下器材:額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表各一個,新干電池2節(jié),導(dǎo)線若干。設(shè)計甲、乙、丙三種實(shí)驗(yàn)電路圖。
①經(jīng)小組討論, 圖無法完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>②選擇正確電路圖連接電路,連接電路的時候,開關(guān)應(yīng) ,滑動變阻器的滑片放置在 端。(填“a”或“b”)
③小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖1,小燈泡的額定電功率是 W。
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)過程中,電流表損壞不能使用,小組增加一個定值電阻R0=5Ω,把開關(guān)換成單刀雙擲開關(guān)。設(shè)計了如圖丁的電路圖,測出了小燈泡的額定電功率。請你幫她完成實(shí)驗(yàn)步驟并寫出測定額定功率的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟:
①按圖連接電路;然后把開關(guān)打到觸點(diǎn) ,移動滑片P,使電壓表的示數(shù)為 V;
②把開關(guān)打到另一觸點(diǎn)前,應(yīng)該 ,否則有損壞儀表的可能性。
③開關(guān)打到另一觸點(diǎn)時,電壓表示數(shù)為0.3V,則小燈泡的額定功率P額= W。
Ⅲ.若小組同學(xué)選擇以下器材:
額定電流為0.3A的小燈泡、滑動變阻器、電流表各1個,開關(guān)2個,新干電池2節(jié),導(dǎo)線若干。他根據(jù)如圖戊的電路圖測出了小燈泡的額定電功率。請你幫他完成實(shí)驗(yàn)步驟:
①按圖連接電路,然后只閉合開關(guān)S1,移動滑片P,使電流表的示數(shù)為 A;
②再閉合開關(guān)S2,滑片P位置 (動/不動),電流表示數(shù)為0.5A;
③小燈泡的額定功率:P額= W。
22.用如圖(a)所示電路測量小燈泡電功率,燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣,滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω 1.5A”字樣,不考慮溫度對燈泡電阻的影響。
(1)按電路圖將圖(b)中的實(shí)物元件連接起來。
(2)在圖(a)中,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片從A向B滑動的過程中,電壓表示數(shù)將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)某次實(shí)驗(yàn)時電壓表和電流表的示數(shù)如圖(c)所示,則此時小燈泡的實(shí)際功率為 W。
23.小雨要測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率?,F(xiàn)有器材:電壓恒為6V的電源,一個電壓表,標(biāo)有“50Ω 1A”的滑動變阻器A和標(biāo)有“1A”最大阻值未知的滑動變阻器B,實(shí)驗(yàn)過程如下:
(1)選用滑動變阻器A,設(shè)計電路如圖甲所示,正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,小燈泡正常發(fā)光。
(2)斷開開關(guān),用滑動變阻器B替換小燈泡。再閉合開關(guān),試觸后電壓表的示數(shù)未超過3V,保持滑動變阻器 的滑片位置不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器 的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V.(填“A”或“B”)
(3)保持滑動變阻器B的滑片位置不變,把另一只滑動變阻器的滑片移到阻值最大端,此時電壓表示數(shù)為1.2V,則小燈泡的額定電功率為 W。
(4)在(2)(3)兩次實(shí)驗(yàn)中,電路的總功率之比為 。
(5)小雨為了進(jìn)一步探究電路的性質(zhì),電源電壓未知。實(shí)驗(yàn)所用電路如圖乙,但電壓表位置不詳,電阻R1的阻值為8Ω,所用滑動變阻器R2是“10Ω 2A”和“5Ω 3A”中的一個。若某次實(shí)驗(yàn)時兩表刻度盤上的指針位置如圖丙所示,此時滑動變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半。則實(shí)驗(yàn)時所用變阻器R2的規(guī)格是 ,R2兩端的電壓是 。
24.李敏在測量額定電壓為2.5V的小燈泡L正常發(fā)光時的功率,發(fā)現(xiàn)所給電流表已壞,于是她找來了一個阻值為R0的定值電阻也完成了實(shí)驗(yàn)。圖甲是她連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。
(1)為了測出L的額定功率,請只添加一條導(dǎo)線完成圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。
(2)小明的實(shí)驗(yàn)步驟:
①斷開開關(guān)S3,閉合開關(guān)S1、S2,移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為 V;
② ,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S3,記錄電壓表的示數(shù)為U。
請用已知量及所測物理量表示P額= 。
(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后,李敏又發(fā)現(xiàn)一個阻值模糊不清的定值電阻,于是利用現(xiàn)有器材,測出了它的阻值。圖乙是她連接的部分電路。
(a)請你再添加兩根導(dǎo)線把電路補(bǔ)充完整;
(b)閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3,讀出電壓表的示數(shù)為U;
(c)保持滑動變阻器的滑片P位置不動, ,讀出電壓表的示數(shù)U1;
(d)用R0、U1和U表示Rx= 。
25.小明同學(xué)利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率,設(shè)計并連接了如圖1實(shí)驗(yàn)電路。請回答下列問題:
(1)圖中有一處連線錯誤,請指出錯誤:并說明如何連接才能滿足,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,接入電路的阻值變大。
(2)閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2扳向1,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I1,如圖2所示。請讀出電流表的示數(shù)I1。
(3)將開關(guān)S2扳向2,保持滑動變阻器電阻不變,調(diào)整電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I1.讀出電阻箱阻值即為小燈泡電阻,此過程采用了哪種科學(xué)方法?
(4)若此時電阻箱的阻值R=5.0Ω,小燈泡的實(shí)際功率P1為多少?
(5)若小燈泡的額定電流I0=2I1,其額定功率P0與實(shí)際功率P1的數(shù)值滿足P0=4P1嗎?請說出理由。
26.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω,所用滑動變阻器的最大阻值40Ω。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接;
(2)同學(xué)們進(jìn)行試觸時,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路中發(fā)生的故障可能是 (選填“小燈泡斷路”、“小燈泡短路”或“滑動變阻器處斷路”);
(3)某次實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們看到電壓表示數(shù)為2V,要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向 (選填“A”或“B”)端移動滑片,同時視線應(yīng)注意觀察 (選填“電流表”或“電壓表”)示數(shù),直到燈泡正常發(fā)光。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙示數(shù),則小燈泡的額定功率是 W。
27.如圖1為小雨同學(xué)測繪額定電壓為2.5V的小電珠的I﹣U圖線的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)根據(jù)電路圖,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖2中的實(shí)物圖連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路。
(2)為保證實(shí)驗(yàn)安全,在閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)該置于 (選填“最左端”、“最右端”或“正中間”)。
(3)圖3為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪的小電珠的I﹣U圖線,該I﹣U圖線說明: 。
(4)已知小電珠燈絲在27℃時電阻值約為1.5Ω,并且其電阻值與(273+t)成正比,其中t為燈絲的攝氏溫度值。根據(jù)圖3所示的小電珠I﹣U圖線,估算該燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為 ℃。
28.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5伏,電阻大約為10歐,有兩個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動變阻器,電源電壓為6V。
(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格為 的滑動變阻器;若實(shí)驗(yàn)中,移動滑片,獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值,繪出如上I﹣U圖象,則小電燈的額定功率為 W;I﹣U圖象不為直線的原因是 。
(2)完成試驗(yàn)后,該組同學(xué)又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時,電流與電阻的關(guān)
系”,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。該組同學(xué)做完第2次實(shí)驗(yàn)后,用15Ω的電阻替換10Ω的電阻,請寫出接下來他所進(jìn)行的操作 。
29.有一個電熱毯,內(nèi)部主要發(fā)熱元件是電阻絲,銘牌上標(biāo)有“220V,**W”的字樣,其中額定功率值不清楚,大約在40W左右。
實(shí)驗(yàn)室有下列實(shí)驗(yàn)器材:三節(jié)新干電池串聯(lián)的電池組,一個開關(guān),導(dǎo)線若干。另有可供選擇的器材有:
A.電流表A(量程:0~0.6A,0~3A);
B.電壓表V1(量程:0~3V,0~15V);
C.電壓表V2(量程:0~3V,0~15V);
D.定值電阻R1(阻值:20Ω);
E.定值電阻R2(阻值:1000Ω);
F.滑動變阻器(阻值:0~20Ω);
G.滑動變阻器(阻值:0~1000Ω)。
請測量出電熱毯的額定功率值。(忽略溫度影響)
(1)根據(jù)你學(xué)過的物理知識,只要測量出電熱毯的一個物理量 (選填“電流”或“電阻”),即可計算出它的額定功率值。
(2)為了較準(zhǔn)確的測量出該物理量,在可供選擇的器材中,應(yīng)挑選: (填寫器材前面字母序號)。
(3)如圖為某同學(xué)根據(jù)所選器材設(shè)計的部分電路圖,請你在虛線框中補(bǔ)充完整。
(4)在該實(shí)驗(yàn),滑動變阻器除了保護(hù)電路外,還具有什么作用?答: 。
30.一只額定電壓是6V的小燈泡,其正常工作時通過的電流約為0.3A.小明想測定這個小燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)室有如下器材:電源(電壓為12V)、電流表、電壓表、開關(guān)各一只,三只規(guī)格分別為“20Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑動變阻器,導(dǎo)線若干。
①小明設(shè)計了圖1所示電路圖,你認(rèn)為應(yīng)選用規(guī)格為 的滑動變阻器。
②圖2中已連接了部分電路。請你根據(jù)電路圖,將電路連接完整。
③小明正確選擇了滑動變阻器,將圖2的電路補(bǔ)充連接后,閉合開關(guān),當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時,電流表的示數(shù)如圖3所示,小燈泡的額定功率是 W。
④小明根據(jù)測量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出了I﹣U圖象,如圖4所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線,這表明燈泡的電流與電壓不成正比,這是因?yàn)? 。
31.小明用如圖1所示的電路測量小燈泡的電功率的同時,測量小燈泡的電阻。小燈泡額定電壓為2.5V,正常工作時電阻約8Ω.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電壓為6V的電源,電壓表V(量程為6V)。滑動變阻器R1(規(guī)格為“10Ω,1A”),滑動變阻器R2(規(guī)格為“50Ω,0.5A”),電流表A1(量程0.6A),電流表A2(量程3A)。
(1)正確連接好電路后,并且有較高的準(zhǔn)確性,滑動變阻器應(yīng)該選 ,電流表應(yīng)該選 。
(2)實(shí)驗(yàn)過程中,燈泡突然不亮,電流表、電壓表的示數(shù)都減小,經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則可能的故障是 。
A.燈泡處斷路 B.滑片與電阻絲斷開 C.燈泡短路 D.小燈泡的電阻受溫度的影響發(fā)生了改變
(3)正確連接好電路后,閉合開關(guān),從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,并將電壓表和電流表部分讀數(shù)填在下表中。電壓表讀數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖2所示,請幫小明將此讀數(shù)填在下表中。
(4)根據(jù)補(bǔ)充完整后的上表數(shù)據(jù),測得小燈泡在電壓為2.0V時的實(shí)際功率是 W,在正常工作狀態(tài)時電阻是 Ω。
(5)在某次實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表,小明想利用阻值為R0的定值電阻和一塊電流表測量未知電阻Rx的阻值。他選擇了滿足這個實(shí)驗(yàn)要求的器材,并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路。如圖所示。
①為了測出電阻Rx的阻值,請?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。
②開關(guān)S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)為I1;只閉合開關(guān)S2時,電流表的示數(shù)為I2.請用I1、I2和R0表示Rx.Rx= 。
32.圖甲所示是“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖乙是即將連接完成的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源為三節(jié)新干電池,實(shí)驗(yàn)用的小燈泡的型號是“”,銘牌為“10Ω 2A”,“50Ω 1A”的滑動變阻器各一個、電
流表、電壓表,開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)對照電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路中未連接部分連接好。
(2)當(dāng)閉合電路中的開關(guān)時,若出現(xiàn)以下不正?,F(xiàn)象(見下表)
請你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入上表中(只填選項(xiàng)代號)
A.電路中a、b間斷路 B.電路中a、b間短路 C.滑動變阻器連入電路中的電阻太小
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),小明在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡的電壓調(diào)節(jié)范圍小,原因是 ;應(yīng)換用銘牌為 的滑動變阻器。
33.如圖所示,在“測定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)圖乙是張杰根據(jù)電路圖甲連接的實(shí)物圖,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 (選填“A”或“B”)端,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線。
(2)小科同學(xué)正確連接電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)他斷開開關(guān)時,才發(fā)現(xiàn)電壓表如圖丙所示,他測得小燈泡的額定功率將 (選填“大于”、“小于”或“等于”)正確值。小科同學(xué)重新實(shí)驗(yàn),在不對電壓表進(jìn)行校零的情況下,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為 V,小燈泡正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)如圖丁所示,為 A,小燈泡的額定功率是 W。
(3)小華連好上述電路后,閉合開關(guān),小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),則電路的故障為 ;若小華用此電路去測量某未知電阻R1的阻值,若考慮電表的電阻對測量的影響,則電阻R1的測量結(jié)果與真實(shí)值相比偏 (選填“大”或“小”)。
34.在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω,有兩個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動變阻器,電源電壓為9V。
(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為 的滑動變阻器;
(2)圖甲中已有部分電路連好,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整;
(3)實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時,發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,則接下來的操作是 。正確連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片,燈泡都不亮,電壓表示數(shù)接近9V,電流表示數(shù)幾乎為0,電路的故障可能是 ;
(4)排除電路故障后,閉合開關(guān),改變滑動變阻器的阻值,多次測量,并繪制了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為 W.在多次測量中還發(fā)現(xiàn):當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比 (填“變大”、“變小”或“不變”),導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是 ;
(5)整理器材時發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的PA部分比PB部分熱,原因是 。
35.如圖所示,是測量小燈泡電功率的實(shí)物元件圖,其中電源是由三只蓄電池組成,小燈泡額定電壓是3.8V,其燈絲電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”字樣,電流表(0~0.6A,0~3A),電壓表(0~3V,0~15V)。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,把右圖中的電路元件連接成實(shí)驗(yàn)電路。
(2)合理地連接好電路,并按正確的順序操作,閉合開關(guān)后燈不亮,猜想:
A.可能燈絲斷了
B.可能是變阻器開路
C.可能是小燈泡短路
請你借助電路中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想,并填入如表。
(3)排除故障后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān),改變滑動變阻器的阻值,記下各組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制如圖所示的I﹣U圖象,根據(jù)圖象可知小燈泡的額定功率是 W。
(4)實(shí)驗(yàn)時某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表損壞,他們想設(shè)計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn),于是向老師要了一個R0的定值電阻(阻值適當(dāng)),和一個單刀雙擲開關(guān),借助原有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計如圖實(shí)驗(yàn)方案,正確連接電路后,接下來的實(shí)驗(yàn)步驟是:
①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點(diǎn) (選填“1”或“2”),移動滑片,使電壓表的示數(shù)為 V;
②再將S2撥到另一觸點(diǎn),保持滑片的位置不變,讀出電壓表的示數(shù)U。
寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額= (用已知量和測量量表示)
36.同一型號的兩個燈泡串聯(lián)在電路中會一樣亮嗎?小明在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時,小明將兩個型號為“12V 25W”的燈泡L1和L2接到12V電源上,組成如圖甲所示的電路并進(jìn)行如下操作:
①首先,斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,發(fā)現(xiàn)兩個燈泡一起變亮,亮度相同;
②接著,保持閉合開關(guān)S2,再閉合開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)燈泡L1因短路而熄滅,燈泡L2變得更亮;
③等到L1熄滅一段時間后,又?jǐn)嚅_開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)L2的亮度逐漸減弱,而L1逐漸亮起來,過了一會兒兩個燈泡達(dá)到一樣的亮度。
為什么步驟③中會出現(xiàn)這種有趣的現(xiàn)象呢?小明猜想可能是因?yàn)闊襞輧啥穗妷鹤兓?,造成燈絲電阻變化所致。為了檢驗(yàn)自己的猜想是否正確,小明取其中一個燈泡,重新設(shè)計電路,將開關(guān)閉合后,測得了燈泡兩端的電壓和燈泡中的電流,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
(1)分析表中數(shù)據(jù),判斷當(dāng)小燈泡兩端電壓變化后燈絲的電阻是否改變?如果燈絲電阻改變,其原因是什么? 。
(2)在操作③這個步驟中,為何開關(guān)S1剛斷開時,L1較暗而L2較亮?請作出合理的解釋: 。
(3)在操作③這個步驟中,當(dāng)兩個燈泡達(dá)到一樣的亮度后,電路消耗的總功率是 W。
(4)圖中乙、丙兩個電路均可用來測量燈泡的電流和電壓值,小明為了證實(shí)自己的猜想,實(shí)驗(yàn)時采用的應(yīng)是乙、丙中哪一個電路,并簡述理由。
37.在測定“小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為20Ω,兩只滑動變阻器(“10Ω 1A”、“20Ω 1 A”),導(dǎo)線若干。
(1)小明在連接實(shí)驗(yàn)電路時還有導(dǎo)線未接上,如圖1所示。請你用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖中電路連接好(請勿更改原有導(dǎo)線,導(dǎo)線不得交叉)。
(2)小明在實(shí)驗(yàn)過程中選擇的滑動變阻器的規(guī)格是
(3)在實(shí)驗(yàn)連接操作都正確無誤的前提下,他發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,小燈泡的亮度一直很暗,為了使燈泡亮度變大,你建議: 。
38.實(shí)驗(yàn)桌上提供了符合要求的實(shí)驗(yàn)器材:電壓表三塊,電流表一塊,未知阻值的定值電阻兩只,滑動變阻器一個,電源一個,開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。兩個電阻串聯(lián)接在電路中,電阻R1的功率為P1,電阻R2的功率為P2,電阻R1、R2的總功率為P,請你利用提供的器材,設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明,P=P1+P2。
(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)寫出一次完整實(shí)驗(yàn)的步驟;
(3)在虛線框中設(shè)計記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。
39.小紅用電壓表和電流表測量額定電壓為2.5V燈泡的實(shí)際功率。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片P移至如圖甲所示的位置時,燈泡發(fā)光,電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電壓表的示數(shù)是 V,電流表的示數(shù)是 A,此時燈泡的功率是 W。
40.小明在進(jìn)行“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)時,實(shí)驗(yàn)臺上提供的器材有:待測小燈泡(額定電壓2.5V,正常發(fā)光時的電阻約為5Ω)
電源:6V蓄電池 電流表A(0~0.6A、0~3A) 電壓表V(0~3V、0~15V) 滑動變阻器R(0~15Ω) 電阻箱R(0~999?99Ω) 開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。
(1)小明在實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)該選擇 的量程,電壓表應(yīng)該選擇 的量程。
(2)閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到 端(填“阻值最大”或“阻值最小”)。
(3)他連接的實(shí)物電路如圖1所示,請在圖2虛線框內(nèi)畫出該電路圖。
(4)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,小王發(fā)現(xiàn)電流表已壞,他利用剩余器材和另外兩個開關(guān),也完成了小燈泡額定功率的測量,請在圖3實(shí)線框中畫出小王的實(shí)驗(yàn)設(shè)計電路圖。
41.用如圖所示的電路來測額定電壓U為2.5V的小燈泡的額定功率,已知R0阻值為10Ω。
(1)將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整:
a.對照電路圖連接好電路,并將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處。
b.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表A1示數(shù)I1為 A。
c.然后讀出此時電流表A2示數(shù)I2。
d.?dāng)嚅_開關(guān),整理器材。
(2)用測量所得的物理量和已知量符號表示出小燈泡的額定功率P= (W)。
(3)本題中的滑動變阻器的作用是 、 。
42.小明的實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“測定額定電壓是2.5V的小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn),他們的實(shí)驗(yàn)記錄與計算如表:
根據(jù)他們觀察的現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,請你回答下面的問題:
(1)小燈泡的額定功率是 W;
(2)請在圖1中作出小燈泡的電壓和電流的U﹣I關(guān)系圖象。
(3)小組的同學(xué)們還注意到,這個實(shí)驗(yàn)記錄也可以用來計算小燈泡燈絲的電阻,從實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)和U﹣I關(guān)系圖象中發(fā)現(xiàn),燈絲的電阻值隨電壓升高而增大,同學(xué)們想:導(dǎo)體的電阻不是與電壓、電流無關(guān)嗎?怎么會有這樣的結(jié)論呢?請你給他們作出合理的解釋: 。
(4)在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線完成該實(shí)驗(yàn)的電路連接;(請正確選擇電表量程)
43.小張在“測量小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡上標(biāo)有“3.5V”字樣。
(1)請你在圖中用筆畫線連好最后一根導(dǎo)線。
(2)請觀察圖,小張連好電路后,接下來應(yīng) 才能保證實(shí)驗(yàn)時不損壞儀表。
(3)檢查連接無誤后小張測出了上表三組數(shù)據(jù),由表中數(shù)據(jù)可知,小燈泡的額定功率為 。
(4)連好后的電路還可測定物理量有 。
(5)在這個電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中,若小燈泡的燈絲突然斷了,電壓表的示數(shù)會 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
44.用如圖(a)電路測量小燈泡電功率,燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣,滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω 1.5A”字樣,不考慮溫度對燈泡電阻的影響。
(1)按電路圖將圖(b)中的實(shí)物元件連接起來。
(2)在圖(a)中,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片從A向B滑動的過程中,電壓表示數(shù)將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)某次實(shí)驗(yàn)時電壓表和電流表的示數(shù)如圖(c),則此時小燈泡的實(shí)際功率為 W。
(4)該電路還能做其他電學(xué)實(shí)驗(yàn),請舉一例: 。
45.在測量標(biāo)有“3.8V 0.5A”字樣的小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,小輝同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路。
(1)請根據(jù)圖1所示的實(shí)物圖,在右方的方框內(nèi)畫出電路圖。
(2)在閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移至 (選填“左”或“右”)端。
(3)在開始實(shí)驗(yàn)時,小輝閉合開關(guān)后燈泡發(fā)光,但較暗,無論如何移動滑片,小燈泡都無法達(dá)到正常工作的狀態(tài)。經(jīng)檢查,電路元件的連接正確無誤,你認(rèn)為可能存在的問題是 。
(4)在解決問題后,小輝小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如表2所示。其中在進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)時,當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時,電流表的讀數(shù)如圖2所示,請在下面表格的相應(yīng)位置填上電流值和對應(yīng)的電功率。
表2 測量小燈泡的電功率
(5)上面的表格是小輝提交的實(shí)驗(yàn)報告中 的記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格,請分析該表格有關(guān)項(xiàng)目的設(shè)計是否有不科學(xué)的地方,請你說明理由 。
46.如圖是測定小燈泡額定功率的實(shí)物連接圖,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈泡的額定電壓是3.8V,其燈絲電阻約為10Ω,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣。(說明:電流表接線柱從左到右為“﹣”“0.6”“3”;電壓表接線柱從左到右為“﹣”“3”“15”)
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路中未連接的部分連好,使它成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。
(2)小剛合理地連接好電路,并按正確的順序操作,但閉合開關(guān)后燈不亮,聰明的小剛猜想:
A.可能是燈絲斷了B.可能是電流表斷路
C.可能是小燈泡短路 D.可能是滑動變阻器斷路
請你借助圖1中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想,將電流表、電壓表的示數(shù)填表。
(3)假如電壓表0﹣15V量程已損壞,小剛?cè)韵霚y出小燈泡的額定功率,請你將小剛設(shè)計的電路圖畫在圖2的方框內(nèi)。
(4)按小剛新設(shè)計的電路圖調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)達(dá)到 V時,小燈泡就正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)如圖3所示,則小燈泡的額定功率是 W。
47.小金在做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時,所用電源電壓為4.5伏,小燈泡額定電壓為2.5伏。
(1)按電路圖連接成實(shí)物圖后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn),則電路故障原因可能是 ;
(2)故障排除后重新閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P到某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙,若要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑片P向 (填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5伏;
(3)小金同學(xué)移動滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的圖象。根據(jù)圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是 瓦。該圖象不是直線,主要原因是 。
48.阿牛測定一只額定電壓為3.6V的小燈泡的額定功率,提供的器材有:電壓恒定為8V的電池組一個、滑動變阻器一個、電流表和電壓表各一個,電壓表的內(nèi)阻為RV=3000Ω,定值電阻R0一個,阻值為1500Ω,開關(guān)一個和導(dǎo)線若干根,阿牛發(fā)現(xiàn)電壓表0﹣15V量程的分度值為0.5V,不能準(zhǔn)確測出3.6V,請你幫阿牛設(shè)計一個能準(zhǔn)確測出小燈泡額定功率的電路圖。
(1)在虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的電路圖;
(2)寫出你的測量方法: 。
49.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V,某同學(xué)已連接部分電路如圖所示。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,補(bǔ)充完成圖中實(shí)驗(yàn)器材的連接(要求:滑動變阻器的滑片向右移動時接入電路的電阻變小)。
(2)電路正確連接后,閉合開關(guān)。移動滑片P,發(fā)現(xiàn)燈泡總不亮,且電流表無示數(shù)。電壓表示數(shù)接近3V,則故障原因可能是 。
(3)排除故障后。當(dāng)電壓表示數(shù)為 V時,小燈泡正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)如圖所示,其值為 A.小燈泡的額定功率為 W。
50.實(shí)驗(yàn)室購買了一批規(guī)格為“2.5V 0.75W”的小燈泡,小明利用其中一只小燈泡做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn):
(1)小明連接完電路并閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片P的位置,電流表和電壓表的示數(shù)總保持不變,燈泡保持較暗的亮度不變,則造成這一現(xiàn)象的原因是: ;
(2)于是小明重新連接實(shí)驗(yàn)電路,但沒有連完整,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,幫小明將圖中的電路連接完整,并且要求滑片P向右移動時,電壓表的示數(shù)要變大;
(3)小明按照正確的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果要測量小燈泡的額定功率,他應(yīng)該在閉合開關(guān)后,去調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V;
(4)下表是他實(shí)驗(yàn)時得到的一組數(shù)據(jù),在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時,他發(fā)現(xiàn)該小燈泡不合格,假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的,則這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比是 。(填“長了”或“短了”)
51.小明為測量小燈泡的額定功率(阻值約為10Ω),設(shè)計了圖1所示的電路圖。已知電源電壓恒為6V,燈泡的額定電壓為3.8V,滑動變阻器標(biāo)有“20Ω l A”字樣。
(1)圖2是小明根據(jù)圖1連接的實(shí)物圖。閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡 ;經(jīng)檢查,是由于一根導(dǎo)線連接錯誤。請你在實(shí)物圖中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線。
(2)若電壓表0~15V的量程損壞,為完成實(shí)驗(yàn),請你使用原有器材重新設(shè)計一個電路,并將設(shè)計的電路圖畫在上面的虛線框內(nèi)。
(3)根據(jù)你的設(shè)計重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為 V,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖3所示,小燈泡的額定功率是 W。
52.李剛學(xué)習(xí)了電功率的概念后,要對小燈泡的電功率進(jìn)行研究:
(1)取兩個阻值不同的燈泡L1、L2,要研究它們的電功率跟電壓的關(guān)系。他應(yīng)采用如圖所示的電路圖中的 (填:“甲圖”或“乙圖”)。
(2)現(xiàn)要測定一額定電壓為3.8V,燈絲電阻約為10Ω的小燈泡的額定功率。器材:電源電壓為6V、滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”字樣、電流表、電壓表等。連線時李剛發(fā)現(xiàn)電壓表0~15V的量程的接線柱壞了,無法使用,他經(jīng)過一番思考,終于把實(shí)驗(yàn)完成了。請你在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,把李剛的實(shí)驗(yàn)連接完整。
(3)連接完成后,閉合開關(guān),李剛接下來的操作是 ,使電壓表的示數(shù)為 。此時電流表如圖所示,則通過燈的電流是 ,燈泡的額定功率是 。
(4)在電路連接正確的情況下,若閉合開關(guān)一段時間后發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表、電壓表都幾乎沒有示數(shù),則原因可能是( )
A.小燈泡被短路 B.燈絲斷了
C.電流表被短路 D.滑動變阻器連入電路的電阻太大。
53.圖1所示是“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖2是即將連接完成的實(shí)驗(yàn)電路。其中電源為三節(jié)新的干電池,燈泡的額定電壓為3.8V,燈絲的電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”的字樣。
(1)對照電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖未完成部分連接好。
(2)當(dāng)閉合電路的開關(guān)時,若出現(xiàn)以下不正?,F(xiàn)象(見下表)
請你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入表中(只要填選項(xiàng)代號)
A.電路中a、b間斷路 B.電路中a、b間短路 C.滑動變阻器連入電路中的電阻太小
(3)為了測出小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為 V,若此時電流表示數(shù)如圖3所示,則通過燈泡的電流為 A,該燈泡的額定功率是 W。
54.在“測小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓是2.5V,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 2A”字樣,小燈泡的電阻小于10Ω。
(1)連接不完整的電路如圖(甲)所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整(要求導(dǎo)線不交叉)。
(2)連接好電路后,為了保證電路的安全,要將滑動變阻器滑片移至 端(選填“A”或“B”),才能閉合開關(guān);閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向沒有刻度的那一邊,造成這一故障的原因是 。
(3)排除故障,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)為1.5V,為了讓小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑片向 端移動(選填“A”或“B”)。
(4)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖(乙)所示,通過小燈泡的電流是 A.小燈泡的額定功率是 W。
(5)將圖(甲)中的小燈泡更換成定值電阻,且電路連接完好,還可以完成的實(shí)驗(yàn)是( )
A.探究電流的磁場強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系 B.探究電流與電壓關(guān)系
C.探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 D.探究電流與電阻關(guān)系。
55.小宜同學(xué)做“測小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時,已知小燈泡的額定電壓是3.8V,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈絲電阻大約10Ω,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣。
(1)如圖所示的是小宜同學(xué)連接不完整的實(shí)驗(yàn)電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將圖中未連接部分連接好,要求:電壓表、電流表選擇合適的量程,滑動變阻器的滑片向右移動使連入電路的阻值減小。
(2)當(dāng)小宜同學(xué)閉合電路的開關(guān)后,電路中可能出現(xiàn)一些不正?,F(xiàn)象。
第一種:小燈泡較暗,滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度,可能在連接電路時把滑動變阻器的 (填“AB”或“CD”)兩端點(diǎn)連入了電路中。
第二種:小燈泡不亮,電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)為4.5V,可能小燈泡處 (填“短路”或“斷路”)。
(3)小宜同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中為了能得到比較準(zhǔn)確的小燈泡的額定功率,改變接入電路的滑動變阻器的阻值,分別得到三組數(shù)據(jù),如表:
老師認(rèn)為小宜同學(xué)通過三次測量得到三組數(shù)據(jù),算出三個電功率值,再求平均值得到額定功率的數(shù)據(jù)處理方法有誤,為什么?
(4)你認(rèn)為正確測量結(jié)果P額= W。
56.圖甲所示是“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖乙是即將連接完成的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源為三節(jié)新干電池,燈泡的額定電壓為3.8V,燈絲的電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。
(1)對照電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路中未連接部分連接好。
(2)當(dāng)閉合電路中的開關(guān)時,若出現(xiàn)以下不正常現(xiàn)象(見下表)
請你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入上表中(只填選項(xiàng)代號)
A.電路中a、b間斷路
B.電路中a、b間短路
C.滑動變阻器連入電路中的電阻太小
(3)為了測出小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為 V,若此時電流表的示數(shù)如圖丙所示,其電流為 A,該燈的額定功率是 W。
57.測燈泡的額定功率,器材如圖所示:其中被測燈泡的額定電壓為3.6V,估計它的額定功率為0.8W;電源電壓恒為6V;電流表量程0﹣0.6A和0﹣3A;電壓表量程為0﹣3V和0﹣15V;開關(guān)、滑動變阻器;備用導(dǎo)線若干。
(1)給實(shí)物圖補(bǔ)畫出所缺導(dǎo)線,使它成為一個完整的實(shí)驗(yàn)電路。
(2)若在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電壓表“0﹣15V”量程不靈,無法按常規(guī)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請你在不增減器材的情況下,重新設(shè)計出測定小燈泡額定功率的電路圖,并畫在方框內(nèi)。
(3)若實(shí)驗(yàn)室里有四種規(guī)格的滑動變阻器:“10Ω 1A”、“15Ω 1.5A”、“20Ω 2A”、“50Ω 2A”。則無論是正常實(shí)驗(yàn)還是后來重新設(shè)計的實(shí)驗(yàn),都是選用 規(guī)格的滑動變阻器為宜。
58.如圖所示,為小青設(shè)計的測額定電壓為2.5V小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路圖。請你在圖中正確畫出遺漏部分,將電路圖補(bǔ)充完整。他測得的數(shù)據(jù)如下:
小燈泡的額定功率是 W。
59.小明做“測定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時,已知燈泡的額定電壓是3.8V,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈絲電阻大于10Ω,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。圖甲是測定燈泡的額定功率的電路。
(1)小明按圖甲連接電路并閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,但電壓表有示數(shù),則故障的原因可能是燈泡 。(選填“短路”或“開路”)
(2)小明排除故障后,燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則燈泡的額定功率是 W。
(3)若電壓表0~15V的量程損壞,換用0~3V的量程后,應(yīng)將電壓表中“﹣”接線柱連入圖甲中的 點(diǎn),“3”接線柱連入圖甲中的 點(diǎn),也可測出燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)電壓表的讀數(shù)為 V時,燈泡正常發(fā)光。
60.在做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5v,電源為兩節(jié)干電池。其余器材均完好。
(1)在圖中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,用筆畫線代替導(dǎo)線,將滑動變阻器和電壓表正確連入電路。
(2)小明同學(xué)連接好電路,剛一閉合開關(guān)就發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光很亮。你認(rèn)為他可能存在的錯誤或不妥之處是: 。
(3)正確連接電路后,測得3組數(shù)據(jù)如上表所示,則小燈泡的額定功率為 W。
初中物理自主招生講練61
答案與解析
一.實(shí)驗(yàn) 測量小燈泡的電功率(共60小題)
1.如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路,器材有:6V電源一個,額定電壓為5V的小燈泡(電阻約15Ω)一個,電流表和電壓表各一個,滑動變阻器A“50Ω 2A”和滑動變阻器B“10Ω 1A”各一個,開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。
(1)實(shí)驗(yàn)中為了測量更多的數(shù)據(jù)應(yīng)選用的滑動變阻器是 B (選填“A”或“B”);
(2)如圖乙所示是通過燈泡的電流跟兩端電壓的關(guān)系,小燈泡的額定功率為 1.5 W;
(3)由圖像可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓較小時,其阻值隨電壓增大 幾乎不變 (填“增大”或“減小”或“幾乎不變”);電壓較大時其阻值隨電壓增大而 增大 (填“增大”或“減小”或“幾乎不變”)。
答案與解析:(1)小燈泡的額定電壓為5V,電阻大約為15Ω,由歐姆定律,燈的額定電流:
I'===A;
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈正常發(fā)光時,滑動變阻器分得的電壓為:U滑=6V﹣5V=1V,
由歐姆定律,滑動變阻器接入電路的電阻:
R滑===3Ω<10Ω,故選用“10Ω 1A”的滑動變阻器B;
(2)由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為5V時,通過燈泡的額定電流為0.3A,小燈泡額定功率為:
PL=ULIL=5V×0.3A=1.5W;
(3)由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓小于2V時,其圖線為過原點(diǎn)的斜線,說明電流與電壓成正比,即燈泡的電阻不變,故當(dāng)燈泡兩端的電壓較小時,其阻值隨電壓增大而幾乎不變;
當(dāng)燈泡兩端的電壓大于2V時,其圖線為曲線,且電壓的變化量大于電流的變化量,根據(jù)歐姆定律可知,燈泡的電阻增大,故電壓較大時其阻值隨電壓增大而增大。
故答案為:(1)B;(2)1.5;(3)幾乎不變;增大。
2.在“測定2.5V小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒定。
(1)某同學(xué)根據(jù)圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,燈泡突然不亮,電流表、電壓表的示數(shù)都變?yōu)?.經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則可能的故障是 B 。
A.燈泡處斷路 B.滑片與變阻器電阻絲斷開
(2)排除故障后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。某時刻,電壓表的示數(shù)為2.6V,現(xiàn)要測定小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向 左 (填“左”或“右”)移動,直至電壓表示數(shù)為 2.5 V,若此時電流表示數(shù)為0.4A,小燈泡的額定功率為 1 W。
(3)根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整。
答案與解析:(1)A、燈泡處斷路,與之串聯(lián)的電流表示數(shù)為0,則電壓表與滑動變阻器的部分電阻并聯(lián),仍有示數(shù),不符合題意,所以A錯誤;
B、滑片與變阻器電阻絲斷開,電流表、電壓表、燈泡斷路,則電壓表、電流表示數(shù)減小為0,燈泡不亮,符合題意,所以B正確;
(2)由圖可知,電壓表、小燈泡、滑動變阻器a端至滑片部分的電阻并聯(lián),再與滑動變阻器b端至滑片部分的電阻串聯(lián),電流表測量通過小燈泡的電流:
若滑動變阻器向左移動,則滑片左側(cè)的總電阻變小,滑動變阻器右側(cè)的電阻變大,
若滑動變阻器向右移動,則滑片左側(cè)的總電阻變大,滑動變阻器右側(cè)的電阻變??;
電壓表的示數(shù)為2.6V,大于小燈泡的額定電壓2.5V,所以要減小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串分壓的知識,滑片應(yīng)向左移動,使滑片左側(cè)總電阻變小,滑片右側(cè)總電阻變大,直至電壓表的示數(shù)為2.5V;
此時電流表示數(shù)為0.4A,則根據(jù)公式可得小燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.4A=1W;
(3)由電路圖可知,電壓表與燈泡并聯(lián),電壓表“+”接線柱與燈泡右接線柱連接,滑動變阻器一端已經(jīng)連接好,上端任意一接線柱與燈泡右接線柱連接,下端左側(cè)接線柱與電源的負(fù)極相連接,如圖所示:
故答案為:(1)B;(2)左;2.5;1;(3)如上圖所示。
3.
(1)某同學(xué)做“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn),他所使用的小燈泡的額定電壓可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”。該同學(xué)正確連接好電路,閉合開關(guān)時記錄了第1組數(shù)據(jù);
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時記錄了第2組數(shù)據(jù);把滑動變阻器滑片移到端點(diǎn)時小燈泡閃亮一下,后熄滅,并記錄了第3組數(shù)據(jù),如表所示。則他所用電源的電壓為 4.5 V,所用小燈泡的額定功率為 0.65 W。
(2)在如圖1所示的電路中,標(biāo)準(zhǔn)電阻R0=1.0kΩ,其阻值不隨溫度變化,R1為可變電阻。電源電壓U=7V.電阻R上的電壓與電流的關(guān)系如圖所示。當(dāng)改變可變電阻R1,使電阻R和R0中消耗的電功率相等時,通過電阻R的電流是 2.5 mA;當(dāng)R1=0時,這時電阻R兩端的電壓是 3 V。
答案與解析:(1)當(dāng)燈絲燒斷后,電路斷路,電路中無電流,電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,由表可知電源的電壓為4.5V;
燈泡兩端的電壓為2.5V時燈泡正常發(fā)光,通過燈泡的電流為0.26A,
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(2)三電阻串聯(lián)時,通過各電阻的電流相等,
∵P=I2R,
∴電阻R和R0中消耗的電功率相等時,兩電阻的阻值應(yīng)相等,在圖中作出斜率為1的圖象,兩圖象的交點(diǎn)為電阻的工作點(diǎn),
由圖可知,此時電流為2.5mA;
當(dāng)R1=0時,電阻R和R0兩端的電壓之和為7V,由圖象可知電路中的電流為4mA時,UR=3V,U0=4V時滿足要求。
故答案為:
(1)4.5;0.65;
(2)2.5;3。
4.小寶同學(xué)要測量一個小燈泡的電功率,已知電源電壓是6V,小燈泡的額定電壓是2.5V,燈絲電阻大約為10Ω,滑動變阻器的規(guī)格有A“10Ω 1A”,B“20Ω 1.5A”
(1)為了測小燈泡的額定功率,滑動變阻器應(yīng)選 B (選填“A”或“B”)。請用筆畫線代替導(dǎo)線幫小寶同學(xué)將圖甲中的實(shí)物圖連接完整,要求:滑片向右移動時燈變亮。
(2)故障排除后,為了測出小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為 2.5 V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 0.95 W。
(3)為了考查同學(xué)們的能力,老師拿來了一個已知額定電流為0.2A,但額定電壓未知的小燈泡,一個已知阻值為R的電阻和兩個開關(guān)S1、S2,利用上面的部分器材為同學(xué)們設(shè)計了如圖丙所示的電路來測量小燈泡的額定功率,請你將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整;
① 只閉合S、S1 (填開關(guān)S、S1、S2的通斷情況),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 0.2A×R ;
②閉合開關(guān)S、S2,斷開S1, 保持滑動變阻器的滑片不動 (選填“適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片”“保持滑動變阻器的滑片不動”),讀出電壓表的示數(shù)為U;
③燈泡額定功率的表達(dá)式為:P= (U﹣0.2A×R )×0.2A 。
答案與解析:(1)電源電壓是6V,小燈泡的額定電壓是2.5V<3V,燈絲電阻大約為10Ω,燈正常工作時的電流大?。?br>I==0.25A<0.6A,電流表選用小量程,燈正常發(fā)光時,變阻器分得的電壓U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,變阻器連入電路中的電阻:R滑==14Ω,考慮到電阻和變阻器允許通過的最大電流,應(yīng)選用B規(guī)格的變阻器;
因要求滑片向右移動時燈變亮,即電流變大,電阻變小,即滑片以右電阻絲連入電路中。電流表、電壓表選用小量程,電流表串聯(lián)在電路中,電壓表與燈并聯(lián),如下所示:
(2)燈在額定電壓下的功率為額定功率,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,圖中電流表分度值為0.02A,示數(shù)為0.38A,則小燈泡的額定功率PL=ULI=2.5V×0.38A=0.95W;
泡額定電壓為3.8V,電壓表選0~15V量程,把滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,實(shí)物電路圖如圖所示:
(3)①只閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 0.2A×R;
②閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,保持滑動變阻器的滑片不動,讀出電壓表的示數(shù)為U;
③在上面的操作過程中,電路的連接關(guān)系不變,滑片的位置不動,各用電器的電壓不變,燈仍正常發(fā)光,故燈的額定電壓為UL額=U﹣0.2A×R,燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=IL額×UL額=0.2A×(U﹣0.2A×R)。
故答案為(1)B;如上所示;
(2)2.5;0.95;
(3)①只閉合開關(guān)S、S1;0.2A×R;
②保持滑動變阻器的滑片不動;
③(U﹣0.2A×R )×0.2A。
5.(1)小華利用如圖甲所示的電路驗(yàn)證電功與電壓的關(guān)系。
①甲燈泡和乙燈泡工作時的電阻要 不同 (選填“相同”或“不同”)。
②幫小華在圖甲上補(bǔ)畫導(dǎo)線,使其成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。
③正確連接好電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)兩燈泡始終不亮,且電壓表V1有示數(shù)、V2無示數(shù),則出現(xiàn)故障的原因可能是 甲燈斷路 。
④排除故障后,小華正確操作,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:電壓表V2的示數(shù)較大,燈泡 乙 (選填“甲”或“乙”)較亮。
(2)小明要測量標(biāo)有“0.3A”字樣的小燈泡的額定功率?,F(xiàn)有器材:電壓恒為5V的電源,一只電流表,標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器A和標(biāo)有“×Ω 1A”的滑動變阻器B(阻值模糊不清),實(shí)驗(yàn)過程如下:
①選用滑動變阻器A,設(shè)計電路如圖乙所示,正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時,小燈泡正常發(fā)光。
②斷開開關(guān),保持滑動變阻器A的滑片位置不變,用滑動變阻器B替換小燈泡后,再閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器 B 的滑片,使電流表示數(shù)為0.3A。
③保持滑動變阻器 B 的滑片位置不變,把另一只滑動變阻器的滑片移到阻值 最大 (選填“最大”或“最小”)端,此時電流表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定電功率為 0.45 W。
答案與解析:(1)
①根據(jù)W=UIt分析,此時電流是一定的,必須要保證R不同,根據(jù)歐姆定律可知加在燈泡兩端的電壓也不同,才能驗(yàn)證電功與電壓的關(guān)系;
②為保證安全,滑動變阻器應(yīng)移到阻值最大處,且滑動變阻器要接入一上一下兩個接線柱,因而燈泡的右端應(yīng)與變阻器的B端相連。如圖所示:
③只有甲燈斷路,電壓表V1串聯(lián)接入電路,才能使無論怎樣移動滑動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)兩燈泡始終不亮,且電壓表V1有示數(shù)、V2無示數(shù);
④根據(jù)P=UI分析得,電流一定時,電壓越大,P就越大,燈也就越亮。
(2)
②用滑動變阻器B替換小燈泡,為使電流表示數(shù)仍然為0.3A,就應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器使滑動變阻器B的電阻與小燈的電阻一致;
③用滑動變阻器B替換小燈泡在②調(diào)節(jié)后,滑動變阻器B就可等效為小燈泡了,因此要保證滑動變阻器B的阻值不變,不移動其滑片;把滑動變阻器A的滑片移到阻值最大處就可以求出滑動變阻器B兩端的電壓,進(jìn)而可求出小燈泡兩端的電壓U=5V﹣0.2A×20Ω=1V,再根據(jù)歐姆定律可求出小燈泡兩端的電阻R=,再由P=I2R知,小燈泡的額定電功率為P=(0.3A)2×5Ω=0.45W。
故答案為:(1)①不同;②見上圖;③甲燈斷路; ④乙;(2)②B; ③B;最大;0.45。
6.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接;
(2)同學(xué)們進(jìn)行試觸時,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路中發(fā)生的故障可能是 小燈泡斷路 (選填“小燈泡斷路”、“小燈泡短路”或“滑動變阻器處斷路”);
(3)某次實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們看到電壓表示數(shù)為1.8V,要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向 A (選填“A”或“B”)端移動滑片,當(dāng)燈正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 0.6 W;
(4)在測量過程中,電流表和滑動變阻器不慎損壞,小夢撤去電流表,用一個電阻箱代替滑動變阻器接入原電路中,也測出了小燈泡的額定功率,請你簡要寫出他的測量步驟和額定電功率的表達(dá)式。
步驟:① 閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,使電壓表的示數(shù)為2.5V,記下此時電阻箱接入電路的電阻R0
②表達(dá)式:P= 8.75V2/R0 。
答案與解析:(1)燈泡額定電壓2.5V,電壓表選擇0﹣3V量程,并聯(lián)在燈泡兩端;燈泡電阻約10Ω,燈泡電流約,選擇0﹣0.6A量程,串聯(lián)在電路,如圖所示。
(2)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電路中存在斷路,電壓表有示數(shù),電壓表中間小燈泡斷路。
(3)要燈泡正常發(fā)光,兩端電壓必須等于2.5V,根據(jù)串聯(lián)分壓,滑動變阻器電阻應(yīng)該減小,滑片向A端移動;額定電壓2.5V,電流表量程0﹣0.6A,讀出電流表示數(shù)I=0.24A,由P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(4)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,使電壓表的示數(shù)為額定電壓2.5V,記下此時電阻箱接入電路的電阻R0,
由U箱=U﹣U燈=6V﹣2.5V=3.5V,I=,P燈=U燈I==
故答案為:(1)如圖所示; (2)小燈泡斷路; (3)A; 0.6
(4)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,使電壓表的示數(shù)為2.5V,記下此時電阻箱接入電路的電阻R0;
7.小王同學(xué)要測量額定電壓為2.5V的小燈泡電功率,阻值約為10Ω,已知電源電壓為4.5V。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。
(2)開關(guān)閉合前小王發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,原因是 電流表沒有調(diào)零 ;該同學(xué)閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變,可能的原因是 將變阻器下面兩個接線柱連入了電路 。
(3)小王同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時,如果將電流表和小燈泡的位置交換了,其他連接正確,閉合開關(guān)后出現(xiàn)的現(xiàn)象是 小燈泡正常發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù) 。
(4)小王同學(xué)從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù),得到小燈泡圖像如圖丙所示,則小燈泡的額定功率 0.75W ,所用滑動變阻器的規(guī)格是下列選項(xiàng)中的 C (選填字母)。
A.“5Ω 2A”
B.“25Ω 2A”
C.“40Ω 2A”
D.“50Ω 2A”
(5)在某次調(diào)節(jié)中,滑動變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1,小燈泡的阻值變化了ΔR2,則ΔR1 > ΔR2 (選填“>”、“<”或“=”),你的理由是: 總電阻變小,故變阻器減小的電阻大于燈泡增大的電阻 。
答案與解析:(1)小燈泡額定電壓為2.5V,電壓表選用小量程并聯(lián)在燈泡兩端;滑動變阻器一上一下與燈泡串聯(lián)接入電路中,如下圖所示:
;
(2)由圖乙知,電流表指針沒有指在零刻度線上,使用電流表前應(yīng)對電流表進(jìn)行調(diào)零,使指針指在零刻度線上;
小王同學(xué)閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變,說明電路中電流很小,且電流大小不變,說明變阻器沒有了變阻的作用,且電阻較大,故可能的原因是:將變阻器下面兩個接線柱連入了電路;
(3)小王在實(shí)驗(yàn)時,如果將電流表和小燈泡的位置交換了,電壓表與電流表并聯(lián),小燈泡串聯(lián)接入電路中;此時電路為通路,燈泡正常發(fā)光,電流表有示數(shù),由于電流表在電路中相當(dāng)于導(dǎo)體,故電壓表無示數(shù),閉合開關(guān)后出現(xiàn)的現(xiàn)象是:小燈泡正常發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù);
(4)由圖丙知,當(dāng)U=2.5V時,I=0.3A,則燈泡的實(shí)際功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
當(dāng)燈泡兩端電壓最小時,變阻器的阻值最大,由圖丙像知,此時U滑=4.5V﹣0.5V=4V;
此時電路中的電流為0.1A,則滑動變阻器的阻值R滑===40Ω,所以滑動變阻器的規(guī)格是“40Ω 2A”,故選C;
(5)如圖丙所示,當(dāng)電壓為0.5V時,對應(yīng)的電流為0.1A,根據(jù)歐姆定律可得:
R1===5Ω,此時滑動變阻器兩端的電壓:
UP1=3V﹣0.5V=2.5V,
滑動變阻器電阻:RP1===25Ω;
當(dāng)電壓為2.5V時,對應(yīng)的電流為0.3A,根據(jù)歐姆定律可得:
R2==≈8.3Ω,此時滑動變阻器兩端的電壓:
UP2=3V﹣2.5V=0.5V,
滑動變阻器電阻:RP2==≈1.7Ω;
則有小燈泡的阻值變化ΔR2=R2﹣R1=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω,ΔR1=RP1﹣RP2=25Ω﹣1.7Ω=23.3Ω,故ΔR1>ΔR2;因總電阻變小,故變阻器減小的電阻大于燈泡增大的電阻。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)電流表沒有調(diào)零;將變阻器下面兩個接線柱連入了電路;(3)小燈泡正常發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù);(4)0.75W;C;(5)>;總電阻變小,故變阻器減小的電阻大于燈泡增大的電阻。
8.某同學(xué)做“測量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室有如下器材:電源(電壓恒為6V)、小燈泡(額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為10Ω)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個,滑動變阻器一個,導(dǎo)線若干。
(1)如果電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則故障原因可能是小燈泡 短路了 。
(2)確定電路正確后,移動滑動變阻器滑片在不同位置,小燈泡U﹣I圖象如圖乙所示,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,小燈泡的額定功率為 0.625 W。
(3)若將此小燈泡與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,則小燈泡的實(shí)際功率為 0.3 W,若將兩個完全一樣的該燈泡并聯(lián)后再與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,則兩個小燈泡的實(shí)際總功率為 0.25 W。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
答案與解析:(1)電流表有示數(shù),說明電路不是斷路,電壓表無示數(shù),可能是與電壓表并聯(lián)的支路短路,或與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路斷路了,結(jié)合兩電表的現(xiàn)象可知,故障可能是小燈泡短路了;
(2)由乙圖可知,當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時對應(yīng)的電流為0.25A,
小燈泡的額定功率:
P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625W;
(3)在乙圖中作出7.5Ω的定值電阻的圖象,如圖所示:
;
將燈泡與一阻值為7.5Ω的定值電阻串聯(lián)時,由圖象可知,當(dāng)燈泡電壓為1.5V時,通過燈泡的電流為0.2A,
因串聯(lián)電路中電流處處相等,
由歐姆定律可得此時定值電阻兩端電壓:UR=IR=0.2A×7.5Ω=1.5V,
此時的總電壓UR+UL=1.5V+1V.5=3V,符合題意;
所以此時燈泡的實(shí)際功率:P實(shí)=ULI′=1.5V×0.2A=0.3W;
若將兩個完全一樣的該燈泡并聯(lián)后再與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,
可以把電源與定值電阻等效為電源,
設(shè)燈泡兩端電壓為U,流過每個燈泡的電流為I,在這個閉合電路中,E=U+2IR0,
代入數(shù)據(jù)整理得:U=3﹣15I,
在乙圖中作出作出U=3﹣15I的圖象,如圖所示:
;
由圖象可知,兩圖象交點(diǎn)坐標(biāo)值為:U=0.9V、I=0.14A,
此時干路中的電流:I總=2I=2×0.14A=0.28A,
兩個小燈泡的總功率:P總=UI總=0.9V×0.28A≈0.25W。
故答案為:(1)短路了;(2)0.625;(3)0.3;0.25。
9.小明在進(jìn)行“伏安法測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為3V,小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)如圖甲,在連接的實(shí)物圖中,有一根導(dǎo)線連接錯誤,在這根線上打“×”,并在圖中改正。
(2)正確連接電路后,移動滑動變阻器的滑片在不同的位置,小燈泡R﹣U圖象如圖乙。由圖象可知,當(dāng)所加電壓為2.5V時,燈絲的電阻為 10 Ω,小燈泡的額定功率為 0.625 W。
(3)小華同學(xué)在沒有電流表的情況下,利用已知電阻R設(shè)計了如圖丙的電路,也測出了小燈泡的額定功率,將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
①正確連接電路后,閉合開關(guān)S;
②S1、S2分別擲向a和c,調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V;
③ 保持滑動變阻器滑片位置不變,S1、S2分別擲向b和d ,測出電阻R兩端的電壓U;
④小燈泡的額定功率表達(dá)式P額= 2.5V× (用已知量和測量量符號表示)。
答案與解析:(1)圖甲電路中,電流表與變阻器串聯(lián)后再與燈并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的,實(shí)驗(yàn)中,電流表、滑動變阻器、燈應(yīng)串聯(lián),電壓表與燈并聯(lián),如圖所示:
(2)當(dāng)燈泡兩端加電壓為2.5V,燈泡正常發(fā)光,由圖象知,此時燈泡絲電阻為10Ω,
通過燈絲的電流IL===0.25A,
小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(3)實(shí)驗(yàn)步驟:
①正確連接電路后,閉合開關(guān)S;
②S1、S2分別擲向a和c,調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V,
此時燈泡、R、滑動變阻器串聯(lián),電壓表測燈泡兩端電壓,故燈泡正常發(fā)光;
③保持滑動變阻器滑片位置不變,S1、S2分別擲向b和d,測出電阻R兩端的電壓U;
由于電路的連接沒有改變,所以燈泡仍然正常發(fā)光,由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得燈泡正常發(fā)光的電流:
I=IR=;
④小燈泡的額定功率表達(dá)式P額=U額I=2.5V×。
故答案為:(1)見上圖;(2)10;0.625;(3)③保持滑動變阻器滑片位置不變,S1、S2分別擲向b和d;④2.5V×。
10.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,所用電源電壓恒為3V,小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的實(shí)物電路圖連接完整。
(2)在連接電路時,開關(guān)始終是 斷開 (填“斷開”或“閉合”)的,在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最 左 (填“右”或“左”)端。
(3)閉合開關(guān)后進(jìn)行了4次實(shí)驗(yàn),并將有關(guān)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在題目的表格中,第1次實(shí)驗(yàn)小燈泡不亮的原因是燈泡實(shí)際功率 太小 (填“太大”或“太小”)。
(4)分析上表中數(shù)據(jù)可知該小燈泡的額定功率為 0.75 W,實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:小燈泡的實(shí)際功率越 大 ,燈泡越亮。
答案與解析:
(1)滑動變阻器按一上一下接入電路中與燈串聯(lián),燈的額定電壓為2.5V<3V,故電壓表選用小量程與燈并聯(lián),如下所示:
(2)在連接電路時,為了避免連線錯誤而燒壞電路元件,開關(guān)始終是斷開的;在閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即最左端。
(3)由表中數(shù)據(jù),第1次實(shí)驗(yàn)燈的實(shí)際功率為:P=UI=0.5V×0.12A=0.06W,
故小燈泡不亮的原因是燈泡實(shí)際功率太小。
(4)由表中數(shù)據(jù)知,燈在額定電壓的電流為0.3A,
則該小燈泡的額定功率為:PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
縱向比較表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是:小燈泡的實(shí)際功率越大,燈泡越亮。
故答案為:(1)如上所示;(2)斷開;左;(3)太小;(4)0.75;大。
11.測量小燈泡有額定功率,已知小燈泡的額定電壓為2V。
(1)小李想用圖甲的電路完成實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在這根線上打“×”,并在圖中改正。
(2)小陳設(shè)計了如圖乙所示的電路,也完成了實(shí)驗(yàn),請完成下列填空(電源電壓不變,R1和R2為滑動變阻器,R2的最大電阻為R0)。
①只閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)R2,使電壓表的示數(shù)為2V;
②只閉合開關(guān)S、S2,調(diào)節(jié) 滑動變阻器R1 ,使電壓表的示數(shù)仍為2V;
③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端,記下電壓表的示數(shù)為U1;再將R2的滑片P調(diào)至最右端,記下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額= 。(用U額、R0、U1、U2表示)
(3)小聰買了一個標(biāo)有“220V 300W”的迷你電飯煲,他想用圖丙的方式測量其真實(shí)的電阻值。其中電源電壓36V,Rx為迷你電飯煲,滑動變阻器的最大阻值為20Ω。
實(shí)驗(yàn)過程中小聰發(fā)現(xiàn),不論怎樣調(diào)整滑動變阻器滑片P的位置,電壓表的示數(shù)幾乎不發(fā)生變化。經(jīng)檢查,電路元件完好,各處接線也無誤。請重新設(shè)計電路圖,不更換實(shí)驗(yàn)器材,通過增減導(dǎo)線或改變接線的方式,以有效地改變電飯煲兩端的電壓。電路圖畫到圖丁的方框內(nèi)。
答案與解析:(1)原圖中電壓表串聯(lián)在電路中,電流表與滑動變阻器串聯(lián)后與小燈泡并聯(lián),電壓表應(yīng)與小燈泡并聯(lián),電流表、滑動變阻器和小燈泡應(yīng)該串聯(lián),如圖所示:
;
(2)①只閉合小燈泡所在支路,即閉合S、S1,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R2使燈泡兩端電壓為額定電壓2V;
②利用等效替代的方法,只閉合R1所在支路,即閉合S、S2,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R1,使R1兩端電壓為小燈泡的額定電壓2V,此時R1=RL;
③將R2的滑片P調(diào)至最左端,記下電壓表的示數(shù)為U1;再將R2的滑片P調(diào)至最右端,記下電壓表的示數(shù)為U2,
在③中,將R2的滑片P調(diào)至最左端,R2連入電路中的電阻為0,電壓表的示數(shù)為U1即為電源電壓;再將R2的滑片P調(diào)至最右端,此時兩變阻器串聯(lián),電壓表的示數(shù)為U2,即為R1的電壓,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電流的規(guī)律和歐姆定律有:=,
解得,R1=,
即小燈泡的電阻:RL=R1=,
小燈泡額定功率的表達(dá)式:P額===;
(3)改進(jìn)的電路圖是:
因?yàn)椴⒙?lián)電路兩端的電壓相等,當(dāng)滑片在左端時,電壓表的示數(shù)等于電源電壓6V,當(dāng)滑動變阻器的滑片在右端時,迷你電飯煲被短路,電壓表示數(shù)為0,因此使迷你電飯煲與滑動變阻器的一部分并聯(lián)。
故答案為:(1)如圖所示;(2)②滑動變阻器R1;③;(3)如圖所示。
12.小華和小明同學(xué)分別做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)。
(1)小華的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖(a),電源電壓為3伏且保持不變,滑動變阻器標(biāo)有“3A 5Ω”的字樣,所用小燈泡是測定電壓為“2.2V”和“2.5V”中的一個。閉合電鍵后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)滑片在中點(diǎn)附近某位置時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,則該試驗(yàn)中所用小燈泡的額定功率為 0.66 瓦。接著,小華又移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出耀眼的亮光,則此時小燈泡的電功率 大于 額定功率(選填“小于”、“等于”或“大于”),可判斷他是向滑動變阻器的 右 端移動(選填“左”或“右”)。
(2)小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中,電源為學(xué)生電源(電壓為2V的整數(shù)倍),待測小燈(標(biāo)有“2.5V”字樣、額定功率在0.5W~0.8W之間)、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵以及導(dǎo)線若干;他正確串聯(lián)實(shí)驗(yàn)器材,然后,將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合電鍵后,繼續(xù)移動變阻器的滑片,觀察到隨著小燈泡亮度逐漸而增加,電壓表的示數(shù)逐漸變小。他經(jīng)過思考后,繼續(xù)移動變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光,并記下了此時電壓表和電流表的示數(shù)。
①請畫出小明同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)電路圖。
②如果將小明所記錄的電壓表和電流表的示數(shù)相乘,得到的電功率為1.65W。請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈泡的額定功率為 0.55W或0.75W 。
答案與解析:(1)首先確認(rèn)小燈泡選擇的是哪一個,解決問題的關(guān)鍵在于理解“滑片在中點(diǎn)附近某位置時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖”這句話。此時滑動變阻器接入電路阻值為最大阻值的一半即2.5Ω,由圖(a)可知,電流表選用小量程,分度值0.02A,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,其示數(shù)為0.3A,
則滑動變阻器兩端的電壓為U1=2.5Ω×0.3A=0.75V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),小燈泡兩端的電壓為U2=3V﹣0.75V=2.25V.因?yàn)榇藭r小燈泡正常發(fā)光,因此這個電壓就接近燈泡的額定電壓,考慮到導(dǎo)線電阻,因此實(shí)驗(yàn)中選擇的是標(biāo)有“2.2V”字樣的那個燈泡;
小燈泡的額定功率為:
P額=U額I額=2.2V×0.3A=0.66W;
移動滑片時,小燈泡發(fā)光較亮,說明實(shí)際功率變大,小燈泡兩端電壓增大,電路中的電流增大,總電阻減小,滑片應(yīng)向電阻減小的那端移動,即滑片向右移動。
(2)①測定燈泡的功率的實(shí)驗(yàn)滑動變阻器和燈泡是串聯(lián)的,燈泡亮度增大,是因?yàn)榛瑒幼冏杵鞯碾娮铚p小造成的,串聯(lián)電路中,電阻起分擔(dān)電壓的作用,電阻越小,分擔(dān)的電壓越小,電壓表的示數(shù)減小,說明電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端,如下圖所示:
;
②由題意P=URI=1.65W,所以I=,
此時燈泡正常工作,所以燈泡的額定功率為:
PL=ULI=2.5V×=,
所以,0.5W≤≤0.8W
解不等式得:7.66V≤U≤10.75V
又因?yàn)殡娫措妷簽?的整倍數(shù),所以U取8V或10V,
當(dāng)U=10V時,
PL==0.55W,
當(dāng)U=8V時,
PL==0.75W;
故燈泡的額定功率為0.55W或0.75W。
故答案為:(1)0.66;大于;右;(2)①如上圖所示;②0.55W或0.75W。
13.小雨測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率:
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲電路連接完整。
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的最 左 (填寫“左”或“右”)端。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,燈泡都不亮,電壓表和電流表均無示數(shù)。小雨找來一根完好的導(dǎo)線,一端連在電源負(fù)極,另一端分別觸碰接線柱B、C、D,當(dāng)發(fā)現(xiàn)只有觸碰接線柱D時,燈泡才發(fā)光,若電路中只有一處故障,且各器材、導(dǎo)線均完好,則電路故障可能是 導(dǎo)線與接線柱D接觸不良 。
(4)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則通過小燈泡的電流為 0.32 A,燈泡的額定功率為 0.8 W。
答案與解析:(1)本實(shí)驗(yàn)采用伏安法測小燈泡的電功率,所以電壓表應(yīng)該與小燈泡并聯(lián);
(2)閉合開關(guān)前,為了保護(hù)電路,滑動變阻器的滑片應(yīng)移動到阻值最大處,所以滑片P移到滑動變阻器的最左端;
(3)發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,燈泡都不亮,電壓表和電流表均無示數(shù),說明電路斷路;找來一根完好的導(dǎo)線一端連在電源負(fù)極,另一端分別觸碰接線柱B、C、D,當(dāng)發(fā)現(xiàn)只有觸碰接線柱D時,燈泡才發(fā)光,所以導(dǎo)線與接線柱D接觸不良;
(4)①根據(jù)圖乙電流表小量程讀數(shù),電流表的示數(shù)等于指針向右偏轉(zhuǎn)的格數(shù)乘以分度值,即I=16×0.02A=0.32A;
②根據(jù)功率的計算公式可知:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
故答案為:(1);
(2)左;(3)導(dǎo)線與接線柱D接觸不良;(4)0.32;0.8。
14.“測量燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:學(xué)生電源0~15V、額定電壓為2.5V的燈泡、規(guī)格為“60Ω 2A”的滑動變阻器以及電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。
(1)如圖甲所示,將電源電壓調(diào)到3V,請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整,要求閉合開關(guān)后,滑片向右移動,燈泡變亮。
(2)連好電路閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光,電壓表指針滿偏,電流表的指針幾乎沒動,則原因是 小燈泡處斷路 。
(3)排除故障后閉合開關(guān)、移動滑片使燈泡兩端的電壓為1.3V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 0.12 A;要測得燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向 右 (選填“左”或“右”)端滑動。
(4)通過移動滑片,分別記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成如圖丙所示的U﹣I圖像,根據(jù)圖像提供的信息,可計算出燈泡的額定功率是 0.5 W。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明將燈泡換成定值電阻,將學(xué)生電源保持3V不變,通過更換三個不同的電阻(10Ω、20Ω、30Ω)來探究電流與電阻的關(guān)系,用20Ω的電阻替換10Ω的電阻后,為了保證定值電阻兩端的電壓不變,應(yīng)使滑動變阻器連入電路的阻值 變大 (選填“變大”或“變小”);為了順利完成這三次實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端的電壓最小為 1 V。
答案與解析:(1)要求滑片P向右移動,燈泡變亮,即電流變大,變阻器接入電路的電阻變小,故滑動變阻器右下接線柱應(yīng)連入電路中且與燈串聯(lián),如下圖所示:
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光,電流表的指針幾乎沒動,說明有斷路故障;電壓表指針滿偏(有較大的示數(shù)),說明電壓表與電源連通,所以故障為小燈泡處斷路;
(3)改正電路后閉合開關(guān),移動滑片P使燈泡兩端的電壓為1.3V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.12A;
要測得燈泡的額定功率,要增大燈的電壓,減小變阻器的電壓,由串聯(lián)分壓原理可知,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻,故應(yīng)將滑片P向右端滑動;
(4)根據(jù)圖像提供的信息可知,在燈的電壓為2.5V時,電流大小為0.2A,則小燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,用20Ω的電阻替換10Ω的電阻后,電阻增大,其分得的電壓增大;
探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理可知,應(yīng)將滑動變阻器連入電路中的阻值變大;
設(shè)電壓表控制的示數(shù)為UV,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的電壓:U滑=3V﹣UV,
根據(jù)分壓原理可得:=﹣﹣﹣﹣①,
因UV保持不變,故①左邊為一定值,右邊也為一定值,
當(dāng)變阻器最大電阻60Ω接入電路中時,對應(yīng)的定值電阻為30Ω,
即=,故UV=1V,
所以,能讓三個電阻都能順利的完成實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端的電壓最小為1V。
故答案為:(1)見解析;(2)小燈泡處斷路;(3)0.12;右;(4)0.5;(5)變大;1。
15.如圖甲所示,在測定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,選用的電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)按電路圖連接電路。
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表、電流表均無示數(shù),原因可能是下列中的哪一種 D (只填選項(xiàng))
A.燈泡斷路
B.電壓表短接
C.燈泡短接
D.滑動變阻器斷路
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑片至某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為 2.2 V;要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù),滑片P應(yīng)向 a (選填“a”或“b”)端移動;
(4)改變滑片P的位置,測得多組對應(yīng)的電壓、電流值。描繪的小燈泡L兩端電壓隨電流I變化的U﹣I關(guān)系圖線如圖丙所示,由圖可知小燈泡L的阻值隨其兩端電壓的升高而變 大 ,當(dāng)其兩端電壓為2V時小燈泡消耗的功率為 1 W。
答案與解析:(2)A、如果燈泡斷路,燈泡不亮,電流表沒有示數(shù),電壓表與電源連通,電壓表有示數(shù),故A錯誤;
B、如果電壓表短接,燈泡不亮,電壓表無示數(shù),但電流表有示數(shù),故B錯誤;
C、如果燈泡短接,燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),故C錯誤;
D、如果滑動變阻器斷路,即電路為斷路,燈泡不亮,電流表與電壓表都沒有示數(shù),故D正確;
故選D;
(3)由圖乙所示電壓表可知,其量程為0~3V,分度值為0.1V,所以示數(shù)為2.2V,小于燈泡額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,即應(yīng)把滑片向a端移動;
(4)由圖像可知,燈泡L兩端的電壓為2V、3V時,通過的電流依次為0.5A、0.6A,
由I=變形式R=可得,燈泡的電阻依次為4Ω、5Ω,
所以,小燈泡L的阻值會隨其兩端電壓的升高而逐漸變大;
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,燈泡兩端的電壓2V對應(yīng)的電流為0.5A,燈泡的功率為:P=UI=2V×0.5A=1W。
故答案為:(2)D;(3)2.2;a;(4)大;1。
16.小華用如圖甲所示電路測量小燈泡的額定功率。小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣,額定功率約1W,滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”,電源電壓恒為6V。
(1)在實(shí)驗(yàn)中,小華不慎將電流表和電壓表的位置接反了,則合上開關(guān)后看到的現(xiàn)象可能是 C 。
A.只有電流表有示數(shù),燈不亮
B.兩電表均有示數(shù),燈亮
C.只有電壓表有示數(shù),燈不亮
D.只有電流表有示數(shù),燈亮
(2)排除故障后,小華閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,該電流值為 0.3 A,測出的額定功率為 1.14 W。
答案與解析:
(1)小華不慎將電流表和電壓表的位置接反了,電壓表內(nèi)阻很大相當(dāng)于斷路,由于電壓表串聯(lián)在電路中,故電路中電流會非常小,接近于零,電壓表相當(dāng)于測電源電壓,因此,只有電壓表有示數(shù),電流表示數(shù)幾乎為0,燈不亮。故C符合題意;
(2)讀圖可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數(shù)為0.3A。
則小燈泡的額定功率:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
故答案為:(1)C;(2)0.3;1.14。
17.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有額定電壓為3.8V的小燈泡、滑動變阻器(20Ω 2A)、蓄電池3節(jié)、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干等。
(1)本實(shí)驗(yàn)小燈泡的電功率可以通過 P=UI (用公式表示)來計算;
(2)在連接電路前,小麗同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表的三個接線柱中,有一個接線柱的標(biāo)識模糊不清。
她嘗試連接了如圖甲所示的實(shí)物圖,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電表均正常偏轉(zhuǎn)。由此說明這個接
線柱是 + 接線柱(選填“+”或“﹣”)。
(3)閉合開關(guān)后,若出現(xiàn)下表所述的現(xiàn)象,請在表中空格處填寫可能的原因:
(4)排除故障后,再閉合開關(guān),移動滑片P到某處時,電壓表示數(shù)如圖乙所示。為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向 A (選填“A”或“B”)端移動,并注意觀察表,當(dāng)其示數(shù)為 3.8V 時,停止移動滑片,并記錄另一表的示數(shù)。
答案與解析:
(1)本實(shí)驗(yàn)小燈泡的電功率通過P=UI來計算;
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電表均正常偏轉(zhuǎn),說明電壓表的接線正確,由圖知,電流從標(biāo)識模糊的接線柱流入,即這個接線柱是+接線柱;
(3)現(xiàn)象1中,燈泡亮,電流表有示數(shù),則說明燈泡所串聯(lián)的電路沒有出現(xiàn)斷路和短路,而電壓表無示數(shù),則可能是電壓表發(fā)生了斷路;
現(xiàn)象2中,電燈不亮,電流表無示數(shù),則電路發(fā)生斷路,而電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路;
(4)由圖乙知,電壓表選擇0~3.8V量程,分度值0.5V,示數(shù)為2.5V,小于燈泡的額定電壓,要使燈泡正常發(fā)光,由串聯(lián)電路的分壓原理知,應(yīng)減小變阻器的阻值,將滑片向左適當(dāng)滑動,使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓3.8V時,讀出電流表示數(shù)。
故答案為:(1)P=UI;(2)+;(3)電壓表斷路;燈泡斷路;(4)A;電壓3.8V。
18.小夢選用了如圖1所示的器材及電路“測定小燈泡的功率”,其中,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”,電源電壓恒為3V。
(1)連接電路過程中,滑片P應(yīng)置于 A 端。(選填“A”或者“B”)
(2)閉合開關(guān)后,小燈泡幾乎不發(fā)光,兩電表均有較小示數(shù),無論怎樣移動滑片P,小燈泡亮度及兩電表示數(shù)均不變,則故障可能是 將變阻器下面兩個接線柱連入了電路 。
(3)排除故障后,移動滑動變阻器P到某處時,電壓表示數(shù)為2V,若要測小燈泡的額定功率時,應(yīng)將滑片P向 B 端移動(選填“A”或“B”)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖2所示,則小燈泡的額定功率是 1.25 W。
(4)利用該電路繼續(xù)探究電流跟電阻的關(guān)系時,需將小燈泡換成適當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮鑂,其他器材不變。若實(shí)驗(yàn)時保持電壓表示數(shù)為2V不變,則更換電阻的阻值不能大于 40 Ω。
答案與解析:(1)連接電路過程中,滑片P應(yīng)置于阻值最大處的A端;
(2)閉合開關(guān)后,兩電表均有較小示數(shù),說明電路為通路,小燈泡幾乎不發(fā)光,則電路中電流過小,無論怎樣移動滑片P,小燈泡亮度及兩電表示數(shù)均不變,變阻器沒有了變阻的作用,則故障可能是將變阻器下面兩個接線柱連入了電路。
(3)燈在額定電壓下正常發(fā)光,示數(shù)為2.2V小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向右B端移動,直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V;
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖2所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.5A,則小燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
(4)電阻兩端的電壓始終保持2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:
U滑=3V﹣2V=1V,電壓表示數(shù)為變阻器分得的電壓2倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)變阻器的最大電阻20Ω接入電路中時,定值電阻最大值為:R大=2×20Ω=40Ω,更換電阻的阻值不能大于40Ω。
故答案為:(1)A;(2)將變阻器下面兩個接線柱連入了電路;(3)B;1.25;(4)40。
19.小陽為測量額定電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電功率及觀察小燈泡的發(fā)光情況,連接了如圖所示的電路。
(1)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)放置在 右 端。(選填“左”或“右”)
(2)小陽的實(shí)驗(yàn)記錄如上表所示,則小燈泡兩端電壓U=1.3V時的電功率P= 0.26 W。
(3)由上表的實(shí)驗(yàn)記錄你還能得到的結(jié)論: 小燈泡的發(fā)光情況與其實(shí)際功率有關(guān),且燈泡的實(shí)際功率越大,燈泡越亮; 。(寫出一條即可)
(4)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)電路還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有: 測小燈泡正常發(fā)光時的電阻值。 。(寫出一個即可)
答案與解析:(1)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)放置在阻值最大處,即右端;
(2)小陽的實(shí)驗(yàn)記錄如上表所示,則小燈泡兩端電壓U=1.3V時的電流為0.20A,電功率:
P=UI=1.3V×0.20A=0.26W;
(3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小燈泡的發(fā)光情況與其實(shí)際功率有關(guān),且燈泡的實(shí)際功率越大,燈泡越亮;另外,根據(jù)歐姆定律計算可知兩次實(shí)驗(yàn)中燈絲的電阻分別為8.93Ω和6.5Ω,說明燈泡的電壓增大時,燈絲的電阻會增大。
(4)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)電路還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有:測小燈泡正常發(fā)光時的電阻值。
故答案 為:(1)右;(2)0.26;(3)小燈泡的發(fā)光情況與其實(shí)際功率有關(guān),且燈泡的實(shí)際功率越大,燈泡越亮;(4)測小燈泡正常發(fā)光時的電阻值。
20.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用圖甲所示器材測量小燈泡電功率,待測小燈泡L的額定電壓為3.8V,額定功率小于1W,電源電壓恒為6V,滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”,圖甲所示是該實(shí)驗(yàn)小組沒有連接完整的電路。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲中把電路連接完整
(2)正確連接完電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片,小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)明顯,仔細(xì)檢查,連接無誤,那么出現(xiàn)該狀況的原因應(yīng)該是 B (選填“A”、“B”、“C”或“D”)
A.電流表內(nèi)部斷路了
B.燈泡的燈絲斷了
C.燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路
D.滑動變阻器的電阻線斷了
(3)排除故障后,通過正確操作,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,其值為 0.2 A,小燈泡的額定功率為 0.76 W。
(4)測出小燈泡的額定功率后,再測大于小燈泡額定功率的實(shí)際功率,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 右 (選填“左”或“右”)端滑動。
(5)測量小燈泡的電功率 不需要 (選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,原因是 燈在不同電壓下的功率不同 。
(6)圖丙是該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)測量小燈泡電功率的電路圖,測量后他們對測量結(jié)果進(jìn)行了誤差分析,考慮電表本身對電路的影響,該電路主要是由于所測 電流 (選填“電壓”或“電流”)值偏大引起小燈泡電功率偏大的。
答案與解析:(1)燈的額定電壓為3.8V,故電壓表選用大量程與燈并聯(lián),將變阻器的最大電阻連入電路中與燈串聯(lián),如下所示:
(2)A.若電流表內(nèi)部斷路了,則整個電路斷路,兩表都沒有示數(shù),不符合題意;
B.若燈泡的燈絲斷了,燈不亮,電流表沒有示數(shù),電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表測電源電壓有示數(shù),符合題意;
C.若燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路,則電壓表沒有示數(shù),電流表有示數(shù),不符合題意;
D.若滑動變阻器的電阻線斷了,則整個電路斷路,兩表都沒有示數(shù),不符合題意;
故選B;
(3)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,其值為0.2A,小燈泡的額定功率為:P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。
(4)測出小燈泡的額定功率后,再測大于小燈泡額定功率的實(shí)際功率,要增大燈電壓,減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向右端滑動。
(5)燈在不同電壓下的功率不同,故不需要多次測量求平均值;
(6)根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,電流表示數(shù)等于燈的電流與通過電壓表電流大小和,故該電路主要是由于所測電流值偏大引起小燈泡電功率偏大的。
故答案為:(1)如上;(2)B;(3)0.2;0.76;(4)右;(5)不需要;燈在不同電壓下的功率不同;(6)電流。
21.測量小燈泡的額定電功率實(shí)驗(yàn)
Ⅰ.小組同學(xué)選擇以下器材:額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表各一個,新干電池2節(jié),導(dǎo)線若干。設(shè)計甲、乙、丙三種實(shí)驗(yàn)電路圖。
①經(jīng)小組討論, 甲 圖無法完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>②選擇正確電路圖連接電路,連接電路的時候,開關(guān)應(yīng) 斷開 ,滑動變阻器的滑片放置在 a 端。(填“a”或“b”)
③小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖1,小燈泡的額定電功率是 0.5 W。
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)過程中,電流表損壞不能使用,小組增加一個定值電阻R0=5Ω,把開關(guān)換成單刀雙擲開關(guān)。設(shè)計了如圖丁的電路圖,測出了小燈泡的額定電功率。請你幫她完成實(shí)驗(yàn)步驟并寫出測定額定功率的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟:
①按圖連接電路;然后把開關(guān)打到觸點(diǎn) 1 ,移動滑片P,使電壓表的示數(shù)為 2.5 V;
②把開關(guān)打到另一觸點(diǎn)前,應(yīng)該 交換電壓表正負(fù)接線柱的連接 ,否則有損壞儀表的可能性。
③開關(guān)打到另一觸點(diǎn)時,電壓表示數(shù)為0.3V,則小燈泡的額定功率P額= 0.15 W。
Ⅲ.若小組同學(xué)選擇以下器材:
額定電流為0.3A的小燈泡、滑動變阻器、電流表各1個,開關(guān)2個,新干電池2節(jié),導(dǎo)線若干。他根據(jù)如圖戊的電路圖測出了小燈泡的額定電功率。請你幫他完成實(shí)驗(yàn)步驟:
①按圖連接電路,然后只閉合開關(guān)S1,移動滑片P,使電流表的示數(shù)為 0.3 A;
②再閉合開關(guān)S2,滑片P位置 不動 (動/不動),電流表示數(shù)為0.5A;
③小燈泡的額定功率:P額= 0.36 W。
答案與解析:Ⅰ.①甲圖中,電壓表測電源電壓,示數(shù)大小始終為3V,無法確定燈是否正常發(fā)光,故無法完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>圖乙中,電壓表測變阻器的電壓,當(dāng)電壓表示數(shù)為:3V﹣2.5V=0.5V時,燈正常光,記下對應(yīng)的電流大小,可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>圖丙中,電壓表直接測燈的電壓,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,記下對應(yīng)的電流大小,可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>故甲圖無法完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>②選擇正確電路圖連接電路,連接電路的時候,開關(guān)應(yīng)斷開,滑動變阻器的滑片放置在阻值最大處,即a端;
③小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖1所示,圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A,小燈泡的額定電功率是:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
Ⅱ①按圖連接電路;然后把開關(guān)打到觸點(diǎn)1,移動滑片 P,使電壓表的示數(shù)為2.5V;
②在上面的操作過程中,電壓表上面的接線柱為正接線柱,下面為負(fù)接線柱,故把開關(guān)打到另一觸點(diǎn)前,應(yīng)該交換電壓表正負(fù)接線柱的連接,否則有損壞儀表的可能性;
③開關(guān)打到另一觸點(diǎn)時,電壓表示數(shù)為 0.3V,即定值電阻的電壓,因此時各電阻的大小和電壓不變,燈仍正常工作,根據(jù)歐姆定律規(guī)律,燈的額定電流:
IL====0.06A,則小燈泡的額定功率:
P額=ULIL=2.5V×0.06A=0.15W;
Ⅲ①按圖連接電路,然后只閉合開關(guān) S1,移動滑片 P,使電流表的示數(shù)為0.3A;
②再閉合開關(guān) S2,滑片 P 位置 不動,電流表示數(shù)為 0.5A;
③在①中,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律:
RL+R滑===10Ω;
在②中,為變阻器的簡單電路,由歐姆定律:
R滑===6Ω;
由上面兩式可得:RL=4Ω
小燈泡的額定功率:P額=I額2RL=(0.3A)2×4Ω=0.36W。
故答案為:Ⅰ.①甲;②斷開;a;③0.5;Ⅱ.①1;2.5V;②交換電壓表正負(fù)接線柱的連接;③0.15;Ⅲ.①0.3;②不動;③0.36。
22.用如圖(a)所示電路測量小燈泡電功率,燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣,滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω 1.5A”字樣,不考慮溫度對燈泡電阻的影響。
(1)按電路圖將圖(b)中的實(shí)物元件連接起來。
(2)在圖(a)中,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片從A向B滑動的過程中,電壓表示數(shù)將 變大 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)某次實(shí)驗(yàn)時電壓表和電流表的示數(shù)如圖(c)所示,則此時小燈泡的實(shí)際功率為 0.51 W。
答案與解析:(1)根據(jù)題中條件,兩表均選用小量程;原電路中,燈與電流表串聯(lián)后與變阻器滑片以左電阻絲并聯(lián),
再與變阻器滑片以右電阻絲串聯(lián),電壓表測并聯(lián)部分的電壓,根據(jù)電路圖連接連接實(shí)物圖:
(2)在圖(a)中,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片從A向B滑動的過程中,與燈(電阻不變)并聯(lián)的變阻器滑片以左的電阻變大,根據(jù)并聯(lián)電阻的規(guī)律,并聯(lián)部分的電阻將變大,根據(jù)分壓原理,并聯(lián)部分的電壓變大,即電壓表示數(shù)將變大;
(3)某次實(shí)驗(yàn)時電壓表和電流表的示數(shù)如圖(c)所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.5V;電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.34A,實(shí)際功率為:
P=UI=1.5V×0.34A=0.51W。
故答案為:(1)如上所示;(2)變大;(3)0.51。
23.小雨要測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率。現(xiàn)有器材:電壓恒為6V的電源,一個電壓表,標(biāo)有“50Ω 1A”的滑動變阻器A和標(biāo)有“1A”最大阻值未知的滑動變阻器B,實(shí)驗(yàn)過程如下:
(1)選用滑動變阻器A,設(shè)計電路如圖甲所示,正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,小燈泡正常發(fā)光。
(2)斷開開關(guān),用滑動變阻器B替換小燈泡。再閉合開關(guān),試觸后電壓表的示數(shù)未超過3V,保持滑動變阻器 A 的滑片位置不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器 B 的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V.(填“A”或“B”)
(3)保持滑動變阻器B的滑片位置不變,把另一只滑動變阻器的滑片移到阻值最大端,此時電壓表示數(shù)為1.2V,則小燈泡的額定電功率為 0.5 W。
(4)在(2)(3)兩次實(shí)驗(yàn)中,電路的總功率之比為 25:12 。
(5)小雨為了進(jìn)一步探究電路的性質(zhì),電源電壓未知。實(shí)驗(yàn)所用電路如圖乙,但電壓表位置不詳,電阻R1的阻值為8Ω,所用滑動變阻器R2是“10Ω 2A”和“5Ω 3A”中的一個。若某次實(shí)驗(yàn)時兩表刻度盤上的指針位置如圖丙所示,此時滑動變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半。則實(shí)驗(yàn)時所用變阻器R2的規(guī)格是 “10Ω 2A” ,R2兩端的電壓是 1V 。
答案與解析:
(2)斷開開關(guān),保持滑動變阻器A的滑片位置不變,用滑動變阻器B替換小燈泡,試觸后電壓表的示數(shù)未超過3V,再閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器B,使電壓表示數(shù)為2.5V(此時變阻器B連入電路中的電阻等于燈正常發(fā)光時的阻值 );
(3)保持滑動變阻器B的滑片位置不變,把另一只滑動變阻器的滑片移到阻值最大端,此時電壓表示數(shù)為1.2V,
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得,滑動變阻器A兩端電壓:UA=6V﹣1.2V=4.8V;
該電路中的電流:I===0.096A;
由歐姆定律可得,滑動變阻器B接入電路的阻值:RB===12.5Ω;
由等效替代法可知,滑動變阻器B接入電路的阻值與燈泡正常發(fā)光時的阻值相等,
因此燈泡的額定功率:
P額===0.5W;
(4)在(2)中,電路中的電流:I1===0.2A;
由P=UI可知,(2)(3)兩次實(shí)驗(yàn)中,電路的總功率之比為P:P′=UI1:UI=I1:I=0.2A:0.096A=25:12;
(5)由圖丙可知,電流表和電壓表都使用小量程,示數(shù)分別為IA=0.2A,UV=2.6V,
則R1兩端電壓:U1=IAR1=0.2A×8Ω=1.6V,
由題知,此時滑動變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半,
若變阻器R2使用的規(guī)格是“5Ω 3A”,則U2=IAR變=0.2A×2.5Ω=0.5V,
若變阻器R2使用的規(guī)格是“10Ω 2A”,則U2=IAR變=0.2A×5Ω=1V,
所以電壓表不是測R1兩端的電壓,也不是測R2兩端的電壓,
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn):U=U1+U2,若電壓表測總電壓,則使用“10Ω 2A”的變阻器恰好符合電壓表示數(shù)為2.6V。
故實(shí)驗(yàn)時所用變阻器R2的規(guī)格為“10Ω 2A”,R2的電壓為1V。
故答案為:(2)A;B;(3)0.5;(4)25:12;(5)“10Ω 2A”;1V。
24.李敏在測量額定電壓為2.5V的小燈泡L正常發(fā)光時的功率,發(fā)現(xiàn)所給電流表已壞,于是她找來了一個阻值為R0的定值電阻也完成了實(shí)驗(yàn)。圖甲是她連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。
(1)為了測出L的額定功率,請只添加一條導(dǎo)線完成圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。
(2)小明的實(shí)驗(yàn)步驟:
①斷開開關(guān)S3,閉合開關(guān)S1、S2,移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為 2.5 V;
② 保持滑動變阻器滑片不變 ,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S3,記錄電壓表的示數(shù)為U。
請用已知量及所測物理量表示P額= 2.5V× 。
(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后,李敏又發(fā)現(xiàn)一個阻值模糊不清的定值電阻,于是利用現(xiàn)有器材,測出了它的阻值。圖乙是她連接的部分電路。
(a)請你再添加兩根導(dǎo)線把電路補(bǔ)充完整;
(b)閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3,讀出電壓表的示數(shù)為U;
(c)保持滑動變阻器的滑片P位置不動, 閉合開關(guān)S1和S3,斷開開關(guān)S2 ,讀出電壓表的示數(shù)U1;
(d)用R0、U1和U表示Rx= R0 。
答案與解析:(1)為了測量燈泡的額定功率,應(yīng)用電壓表測出燈泡兩端的額定電壓,由圖可知,當(dāng)開關(guān)都閉合后,移動滑動變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V;根據(jù)定值電阻兩端的電壓和電阻值求出電阻的電流,若該電流為燈泡的額定電流,則燈泡正常發(fā)光,故應(yīng)使燈泡與定值電阻串聯(lián)在電路中,故需要將開關(guān)S3接到電壓表的正接線柱上,如圖:
;
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
①斷開開關(guān)S3,閉合開關(guān)S1、S2,移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片不變,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S3,記錄電壓表的示數(shù)為U。
則R0的兩端的電壓為:U0=U﹣2.5V,
電路中的電流即燈泡的額定電流為:I==,
燈泡的額定功率為:P額=U額I=2.5V×。
(3)由分析可知:待測電阻和定值電阻串聯(lián),電壓表應(yīng)先測量待測兩端的電壓U,保持滑片的位置不變,再測待測與定值電阻兩端電壓U1,從而求出定值電阻的電壓U0=U1﹣U,根據(jù)歐姆定律通過定值電阻的電流,實(shí)物圖如圖所示:
;
(a)請你再添加兩根導(dǎo)線把電路補(bǔ)充完整;
(b)閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3,讀出電壓表的示數(shù)為U;
(c)保持滑動變阻器的滑片P位置不動,閉合開關(guān)S1和S3,斷開開關(guān)S2,讀出電壓表的示數(shù)U1;
(d)電路中的電流為:I=,待測電阻的阻值為:Rx===R0。
故答案為:(1)如圖;(2)①2.5;②保持滑動變阻器滑片不變;2.5V×;(3)(c)閉合開關(guān)S1和S3,斷開開關(guān)S2;(d)R0。
25.小明同學(xué)利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率,設(shè)計并連接了如圖1實(shí)驗(yàn)電路。請回答下列問題:
(1)圖中有一處連線錯誤,請指出錯誤:并說明如何連接才能滿足,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,接入電路的阻值變大。
(2)閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2扳向1,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I1,如圖2所示。請讀出電流表的示數(shù)I1。
(3)將開關(guān)S2扳向2,保持滑動變阻器電阻不變,調(diào)整電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I1.讀出電阻箱阻值即為小燈泡電阻,此過程采用了哪種科學(xué)方法?
(4)若此時電阻箱的阻值R=5.0Ω,小燈泡的實(shí)際功率P1為多少?
(5)若小燈泡的額定電流I0=2I1,其額定功率P0與實(shí)際功率P1的數(shù)值滿足P0=4P1嗎?請說出理由。
答案與解析:(1)滑動變阻器在接入電路時采用一上一下的接法,若使滑動變阻器的滑片P向左移時接入電路的阻值變大,則應(yīng)將變阻器滑片B端連入電路,即將A接線柱與開關(guān)右邊連接,如圖所示:
;
(2)閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2扳向“1”,滑動變阻器與燈泡串聯(lián),如圖所示,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,則電流表示數(shù)為I1=0.2A;
(3)將開關(guān)S2扳向“2”,保持滑動變阻器的滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱連入電路的阻值,當(dāng)電流表示數(shù)為I1時,此時電阻箱連入電路的電阻與上次實(shí)驗(yàn)中電流為I1時燈絲電阻相同,采用的是等效替代法;
(4)燈絲中電流為I1時阻值一定為R,若此時R=5.0Ω,則小燈泡的實(shí)際功率:P實(shí)=I12R=(0.2A)2×5.0Ω=0.2W;
(5)若小燈泡的額定電流為I0=2I1,假設(shè)燈泡的阻值不變,則P額=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1;
由于燈泡的阻值不是定值,會隨溫度的升高而變大,所以,當(dāng)燈泡在正常工作時,燈泡的阻值變大,則額定功率P0>P額=4P1。
故答案為:(1)如圖;(2)0.2A;(3)等效替代法;(4)0.2W;(5)不滿足;若小燈泡的額定電流為I0=2I1,假設(shè)燈泡的阻值不變,則P額=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1;由于燈泡的阻值不是定值,會隨溫度的升高而變大,所以,當(dāng)燈泡在正常工作時,燈泡的阻值變大,則額定功率P0>P額=4P1。
26.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω,所用滑動變阻器的最大阻值40Ω。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接;
(2)同學(xué)們進(jìn)行試觸時,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路中發(fā)生的故障可能是 小燈泡斷路 (選填“小燈泡斷路”、“小燈泡短路”或“滑動變阻器處斷路”);
(3)某次實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們看到電壓表示數(shù)為2V,要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向 A (選填“A”或“B”)端移動滑片,同時視線應(yīng)注意觀察 電壓表 (選填“電流表”或“電壓表”)示數(shù),直到燈泡正常發(fā)光。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙示數(shù),則小燈泡的額定功率是 0.6 W。
答案與解析:(1)因燈的額定電壓為2.5V,所以電壓表選小量程,燈正常工作時的電流I===0.25A,電流表也選小量程,將滑動變阻器串聯(lián)接入電路,注意接線柱要“一上一下”,如圖所示:
(2)電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路,燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路斷路,即電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦?,電路中發(fā)生的故障可能是 小燈泡斷路;
(3)根據(jù)已知條件,電壓表示數(shù)為2V,說明小燈泡兩端的電壓太小,應(yīng)減小滑動變阻器兩端的電壓,所以,應(yīng)向A端移動滑片,使燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V;
要使燈正常發(fā)光,所以,向A端移動滑片,同時視線應(yīng)注意觀察電壓表示數(shù),直到燈泡正常發(fā)光;
根據(jù)乙圖,電流表的量程為0~0.6A,其分度值為0.02A,其讀數(shù)為0.24A,所以小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
故答案為:(1)如上圖所示;
(2)小燈泡斷路;
(3)A;電壓表;0.6。
27.如圖1為小雨同學(xué)測繪額定電壓為2.5V的小電珠的I﹣U圖線的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)根據(jù)電路圖,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖2中的實(shí)物圖連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路。
(2)為保證實(shí)驗(yàn)安全,在閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)該置于 最左端 (選填“最左端”、“最右端”或“正中間”)。
(3)圖3為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪的小電珠的I﹣U圖線,該I﹣U圖線說明: 小電珠燈絲電阻隨所加電壓的增大而增大 。
(4)已知小電珠燈絲在27℃時電阻值約為1.5Ω,并且其電阻值與(273+t)成正比,其中t為燈絲的攝氏溫度值。根據(jù)圖3所示的小電珠I﹣U圖線,估算該燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為 1727 ℃。
答案與解析:(1)由電路圖可知,滑動變阻器的下面兩個接線柱接入電路,且小燈泡所在支路與變阻器的左邊部分并聯(lián),實(shí)物圖連接如圖所示;
(2)保證實(shí)驗(yàn)安全,在閉合開關(guān)前,應(yīng)使小燈泡兩端電壓最小,即讓燈泡短路,滑動變阻器的滑片P應(yīng)該置于最左端。
(3)在圖3中,計算幾個燈絲的電阻值:
當(dāng)U=1V,I=0.2A,R燈===5Ω;
當(dāng)U=1.6V,I=0.23A,R燈===6.96Ω;
當(dāng)U=2.5V,I=0.25A,R燈===10Ω。
由實(shí)驗(yàn)所得的I﹣U圖線說明了小電珠燈絲電阻隨所加電壓的增大而增大。
(4)已知小電珠燈絲在 27℃時電阻值約為 1.5Ω;
設(shè)該燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度為t,此時U=2.5V,R燈=10Ω。
根據(jù)小電珠燈絲值與(273+t)成正比可得:
=,
整理得到:t=﹣273=2000﹣273=1727(℃)。
故答案為:(1)如上圖;(2)最左端;(3)小電珠燈絲電阻隨所加電壓的增大而增大;(4)1727。
28.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5伏,電阻大約為10歐,有兩個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動變阻器,電源電壓為6V。
(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格為 50Ω 2A 的滑動變阻器;若實(shí)驗(yàn)中,移動滑片,獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值,繪出如上I﹣U圖象,則小電燈的額定功率為 0.5 W;I﹣U圖象不為直線的原因是 電燈的電阻隨溫度的升高而增大 。
(2)完成試驗(yàn)后,該組同學(xué)又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時,電流與電阻的關(guān)
系”,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。該組同學(xué)做完第2次實(shí)驗(yàn)后,用15Ω的電阻替換10Ω的電阻,請寫出接下來他所進(jìn)行的操作 將滑動變阻器的滑片P向B端移動,使電壓表的示數(shù)為3V,完成第三次實(shí)驗(yàn) 。
答案與解析:(1)燈泡正常發(fā)光時電路電流約為I===0.25A;
此時滑動變阻器兩端的電壓U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,
此時滑動變阻器接入電路的阻值為R滑===14Ω,
大于滑動變阻器“10Ω 1A”的最大阻值,實(shí)驗(yàn)時不能選該滑動變阻器,
因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 2A”的滑動變阻器;
由圖可知,小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線,說明小燈泡的電阻不是定值,并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高,即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
(2)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,電阻兩端的電壓為5Ω×0.6A=3V保持不變;為保證電阻兩端的電壓保持不變,用15Ω的電阻替換10Ω的電阻,閉合開關(guān)后,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向B端移動,使電壓表的示數(shù)為3V,完成第三次實(shí)驗(yàn);
故答案為:(1)“50Ω 2A”;0.5;電燈的電阻隨溫度的升高而增大;(2)將滑動變阻器的滑片P向B端移動,使電壓表的示數(shù)為3V,完成第三次實(shí)驗(yàn)。
29.有一個電熱毯,內(nèi)部主要發(fā)熱元件是電阻絲,銘牌上標(biāo)有“220V,**W”的字樣,其中額定功率值不清楚,大約在40W左右。
實(shí)驗(yàn)室有下列實(shí)驗(yàn)器材:三節(jié)新干電池串聯(lián)的電池組,一個開關(guān),導(dǎo)線若干。另有可供選擇的器材有:
A.電流表A(量程:0~0.6A,0~3A);
B.電壓表V1(量程:0~3V,0~15V);
C.電壓表V2(量程:0~3V,0~15V);
D.定值電阻R1(阻值:20Ω);
E.定值電阻R2(阻值:1000Ω);
F.滑動變阻器(阻值:0~20Ω);
G.滑動變阻器(阻值:0~1000Ω)。
請測量出電熱毯的額定功率值。(忽略溫度影響)
(1)根據(jù)你學(xué)過的物理知識,只要測量出電熱毯的一個物理量 電阻 (選填“電流”或“電阻”),即可計算出它的額定功率值。
(2)為了較準(zhǔn)確的測量出該物理量,在可供選擇的器材中,應(yīng)挑選: B、C、E、G (填寫器材前面字母序號)。
(3)如圖為某同學(xué)根據(jù)所選器材設(shè)計的部分電路圖,請你在虛線框中補(bǔ)充完整。
(4)在該實(shí)驗(yàn),滑動變阻器除了保護(hù)電路外,還具有什么作用?答: 實(shí)現(xiàn)多次測量取平均值,減小誤差 。
答案與解析:(1)知道額定電壓,如果再知道電熱毯的電阻Rx,電熱毯的額定功率:P額=;
(2)據(jù)分析可知,電熱毯的電阻約1千歐左右,據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用,為了讀數(shù)準(zhǔn)確,所以所選的定值電阻的阻值應(yīng)該和它接近,即選擇E電阻;即可以將滑動變阻器和電熱毯串聯(lián),用兩個電壓表分別測量其電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系求解,這樣選擇器材有:B、C、E、G;
(3)設(shè)計電路:將滑動變阻器、定值電阻和電熱毯串聯(lián),用兩個電壓表V1和V2分別測量電熱毯和定值電阻的電壓UX和U0,如下圖:
(4)據(jù)題意可知,在該實(shí)驗(yàn),滑動變阻器除了保護(hù)電路外,還具實(shí)現(xiàn)多次測量取平均值,減小誤差的作用;
故答案為:(1)電阻;(2)B、C、E、G;(3)答案如圖所示;(4)實(shí)現(xiàn)多次測量取平均值,減小誤差。
30.一只額定電壓是6V的小燈泡,其正常工作時通過的電流約為0.3A.小明想測定這個小燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)室有如下器材:電源(電壓為12V)、電流表、電壓表、開關(guān)各一只,三只規(guī)格分別為“20Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑動變阻器,導(dǎo)線若干。
①小明設(shè)計了圖1所示電路圖,你認(rèn)為應(yīng)選用規(guī)格為 50Ω 0.5A 的滑動變阻器。
②圖2中已連接了部分電路。請你根據(jù)電路圖,將電路連接完整。
③小明正確選擇了滑動變阻器,將圖2的電路補(bǔ)充連接后,閉合開關(guān),當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時,電流表的示數(shù)如圖3所示,小燈泡的額定功率是 1.92 W。
④小明根據(jù)測量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出了I﹣U圖象,如圖4所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線,這表明燈泡的電流與電壓不成正比,這是因?yàn)?燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 。
答案與解析:
①測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中,燈泡L與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測L兩端電壓,電流表測電路中電流;
由題知,燈泡正常發(fā)光時電路中電流約為0.3A,由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知:
I=IR=IL=0.3A,
由I=可得,此時變阻器連入阻值:R====20Ω,這是滑動變阻器連入電路的最小阻值;
所以應(yīng)選擇滑動變阻器的規(guī)格為50Ω 0.5A;
②測定小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)中,燈泡、變阻器和電流表應(yīng)串聯(lián),由燈泡正常工作電流為0.3A,所以電流表選用0~0.6A量程,變阻器“一上一下”接入電路,如圖所示:
③燈泡的額定功率:P=UI=6V×0.32A=1.92W;
④燈泡的I﹣U圖象是一條曲線,說明燈泡的電阻值是變化的,不是定值,
這是因?yàn)殡妷涸酱?,通過燈的電流越大,燈泡的實(shí)際功率越大,燈絲溫度越高,電阻越大,所以圖線不是直線。
故答案為:①“50Ω 0.5A”;
②見上圖;
③1.92;
④燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
31.小明用如圖1所示的電路測量小燈泡的電功率的同時,測量小燈泡的電阻。小燈泡額定電壓為2.5V,正常工作時電阻約8Ω.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電壓為6V的電源,電壓表V(量程為6V)?;瑒幼冏杵鱎1(規(guī)格為“10Ω,1A”),滑動變阻器R2(規(guī)格為“50Ω,0.5A”),電流表A1(量程0.6A),電流表A2(量程3A)。
(1)正確連接好電路后,并且有較高的準(zhǔn)確性,滑動變阻器應(yīng)該選 R2 ,電流表應(yīng)該選 A1 。
(2)實(shí)驗(yàn)過程中,燈泡突然不亮,電流表、電壓表的示數(shù)都減小,經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則可能的故障是 B 。
A.燈泡處斷路 B.滑片與電阻絲斷開 C.燈泡短路 D.小燈泡的電阻受溫度的影響發(fā)生了改變
(3)正確連接好電路后,閉合開關(guān),從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,并將電壓表和電流表部分讀數(shù)填在下表中。電壓表讀數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖2所示,請幫小明將此讀數(shù)填在下表中。
(4)根據(jù)補(bǔ)充完整后的上表數(shù)據(jù),測得小燈泡在電壓為2.0V時的實(shí)際功率是 0.52 W,在正常工作狀態(tài)時電阻是 7.81 Ω。
(5)在某次實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表,小明想利用阻值為R0的定值電阻和一塊電流表測量未知電阻Rx的阻值。他選擇了滿足這個實(shí)驗(yàn)要求的器材,并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路。如圖所示。
①為了測出電阻Rx的阻值,請?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。
②開關(guān)S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)為I1;只閉合開關(guān)S2時,電流表的示數(shù)為I2.請用I1、I2和R0表示Rx.Rx= 。
答案與解析:(1)燈泡正常發(fā)光時的電流約為I==≈0.3A<0.6A,所以電流表應(yīng)選擇A1;
此時滑動變阻器兩端電壓U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,則此時滑動變阻器接入電路的阻值為R==≈11.67Ω>10Ω,滑動變阻器應(yīng)選R2;
(2)A.燈泡處斷路,燈泡不發(fā)光,則電路中無電流,此時電壓表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間是接通的,電壓表測量的是電源電壓,電壓表示數(shù)變大,故A錯誤;
B.滑片與電阻絲斷開,則整個電路斷路,電流表、電壓表示數(shù)為0,燈泡不發(fā)光,故B正確;
C.燈泡短路,燈泡不發(fā)光,由于總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大;電壓表測量的是一段導(dǎo)線兩端的電壓,示數(shù)為0,故C錯誤;
D.小燈泡的電阻受溫度的影響,燈泡不亮,溫度降低,燈泡的電阻變小,總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電流表示數(shù)變大,故D錯誤;
(3)電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.32A;
(4)小燈泡在電壓為2.0V時,通過燈泡的電流為0.26A,則燈泡的實(shí)際功率P=UI=2.0V×0.26A=0.52W;
燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V,通過的電流為0.32A,則燈泡的電阻為:R==≈7.81Ω;
(5)使已知定值電阻和被測電阻并聯(lián),電流表串聯(lián)在電路中,測串聯(lián)電路的電流。再把被測電阻斷路,只有已知電阻接在電路中,測此時電路的電流。根據(jù)兩種電路狀態(tài)下電源電壓相等求解。如下圖。
(2)開關(guān)S1、S2都閉合時,電路為R0、Rx并聯(lián),電流表的示數(shù)為I1;只閉合開關(guān)S2時,電路為Rx的簡單電路,電流表的示數(shù)為I2;
因電源的電壓不變,并聯(lián)時通過Rx的電流不變,通過R0的電流為I0=I1﹣I2,則電源的電壓為U=I0R0=(I1﹣I2)R0;
由歐姆定律得:Rx的阻值為Rx==。
故答案為:(1)R2;A1;(2)B;(3)0.32;(4)0.52;7.81;(5)Rx=。
32.圖甲所示是“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖乙是即將連接完成的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源為三節(jié)新干電池,實(shí)驗(yàn)用的小燈泡的型號是“”,銘牌為“10Ω 2A”,“50Ω 1A”的滑動變阻器各一個、電
流表、電壓表,開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)對照電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路中未連接部分連接好。
(2)當(dāng)閉合電路中的開關(guān)時,若出現(xiàn)以下不正?,F(xiàn)象(見下表)
請你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入上表中(只填選項(xiàng)代號)
A.電路中a、b間斷路 B.電路中a、b間短路 C.滑動變阻器連入電路中的電阻太小
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),小明在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡的電壓調(diào)節(jié)范圍小,原因是 滑動變阻器本身的阻值小 ;應(yīng)換用銘牌為 “50Ω 1A” 的滑動變阻器。
答案與解析:
(1)已知燈泡額定電壓為2.5V,所以電壓表選擇0~3V量程;
通過燈泡的電流大約為I===0.3A,所以電流表選擇0~0.6A,電路連接如下:
(2)當(dāng)燈泡短路時,燈泡不亮,電路電流較大,與燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零,故B符合題意;
當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值太小時,電路電流較大,燈的實(shí)際功率較大,燈很亮,故C符合題意;
當(dāng)燈泡斷路時,電路電流為零,電流表示數(shù)為零,電壓表接在電源兩端,電壓表示數(shù)等于電源電壓,故A符合題意;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原因如下表所示:
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān)S,小明在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),U變=U電源﹣U燈,變阻器兩端的電壓變化范圍也小,根據(jù)分壓原理,原因在于滑動變阻器本身的阻值小,所以應(yīng)換用“50Ω 1A”的滑動變阻器。
故答案為:(1)實(shí)物連接如圖;(2)電路故障及現(xiàn)象如上;(3)滑動變阻器本身的阻值小;“50Ω 1A”。
33.如圖所示,在“測定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)圖乙是張杰根據(jù)電路圖甲連接的實(shí)物圖,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 B (選填“A”或“B”)端,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線。
(2)小科同學(xué)正確連接電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)他斷開開關(guān)時,才發(fā)現(xiàn)電壓表如圖丙所示,他測得小燈泡的額定功率將 小于 (選填“大于”、“小于”或“等于”)正確值。小科同學(xué)重新實(shí)驗(yàn),在不對電壓表進(jìn)行校零的情況下,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為 2.8 V,小燈泡正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)如圖丁所示,為 0.24 A,小燈泡的額定功率是 0.6 W。
(3)小華連好上述電路后,閉合開關(guān),小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),則電路的故障為 小燈泡斷路 ;若小華用此電路去測量某未知電阻R1的阻值,若考慮電表的電阻對測量的影響,則電阻R1的測量結(jié)果與真實(shí)值相比偏 小 (選填“大”或“小”)。
答案與解析:(1)連接電路時,應(yīng)將開關(guān)斷開。閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于B端,此時滑動變阻器接入電路的阻值最大。
由圖可知,滑動變阻器與燈泡并聯(lián)了,電壓表串聯(lián)在電路中了,應(yīng)將滑動變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表應(yīng)并聯(lián)在小燈泡兩端;將電流表負(fù)接線柱的導(dǎo)線與燈泡右端相連的導(dǎo)線去掉,將燈泡右端接線柱與電壓表的負(fù)接線柱相連;如下圖所示:
(2)斷開開關(guān)時,圖丙中電壓表指針沒有指在零刻度線上,而是指在了0.3V的位置,這樣測得的額定電壓偏大,由P=UI測得的額定功率會大于正確值;
因?yàn)樾襞萆蠘?biāo)的額定電壓是2.5V,在不對電壓表進(jìn)行校零的情況下,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V+0.3A=2.8V上,
由圖丁可知,小燈泡正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)為0.24A,
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W,
(3)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生了斷路,即小燈泡斷路。
由電路知,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,電壓表的測量值U與真實(shí)值相等;電流表測的是流過燈泡與流過電壓表的電流之和,電流表的測量值I比真實(shí)值大,因此由R=求出的電阻測量值比真實(shí)值小
故答案為:(1)B;見上圖;(2)小于;2.8;0.24;0.6;(3)小燈泡斷路;小。
34.在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω,有兩個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動變阻器,電源電壓為9V。
(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為 50Ω 2A 的滑動變阻器;
(2)圖甲中已有部分電路連好,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整;
(3)實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時,發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,則接下來的操作是 調(diào)零 。正確連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片,燈泡都不亮,電壓表示數(shù)接近9V,電流表示數(shù)幾乎為0,電路的故障可能是 燈泡斷路 ;
(4)排除電路故障后,閉合開關(guān),改變滑動變阻器的阻值,多次測量,并繪制了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為 0.5 W.在多次測量中還發(fā)現(xiàn):當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比 變大 (填“變大”、“變小”或“不變”),導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是 燈絲的電阻隨溫度的升高而變大 ;
(5)整理器材時發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的PA部分比PB部分熱,原因是 因電阻絲PA部分連入電路中,有電流通過,根據(jù)電流的熱效應(yīng),產(chǎn)生熱量,而PB部分沒有連入電路,沒有電流通過,不會產(chǎn)生熱量,故滑動變阻器的PA部分比PB部分熱。 。
答案與解析:(1)燈泡正常發(fā)光時,電路中的電流:I===0.25A;
則滑動變阻器兩端的電壓:U滑=U﹣UL=9V﹣2.5V=6.5V,
此時滑動變阻器接入電路的阻值為:R滑===26Ω,大于滑動變阻器“10Ω 1A”的最大阻值,因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 2A”的滑動變阻器;
(2)燈泡的額定電壓是2.5V,電壓表應(yīng)選0~3V量程,燈泡正常發(fā)光時的電流為I===0.25A,則電流表應(yīng)選0~0.6A量程,電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,電路圖如圖所示:
(3)①電流表指針沒有指在零刻度線上,應(yīng)先對電流表調(diào)零;②電路正確連接后,閉合開關(guān),移動滑片P,發(fā)觀燈泡總不亮,且電流表無示數(shù),但電壓表示數(shù)接近9V,則故障原因可能是燈泡斷路;
(4)①由圖象知,在額定電壓下,通過燈泡的電流為0.2A;
則燈泡的額定功率:P額=U額I=2.5V×0.2A=0.5W;
②燈絲的電阻隨溫度的升高而變大,所以電壓與電流的比值﹣﹣電阻是變大的;
(5)因電阻絲PA部分連入電路中,有電流通過,根據(jù)電流的熱效應(yīng),產(chǎn)生熱量,而PB部分沒有連入電路,沒有電流通過,不會產(chǎn)生熱量,故滑動變阻器的PA部分比PB部分熱。
故答案為:
(1)50Ω 2A;
(2)見上圖;
(3)調(diào)零;燈泡斷路;
(4)0.5;變大;燈絲的電阻隨溫度的升高而變大;
(5)因電阻絲PA部分連入電路中,有電流通過,根據(jù)電流的熱效應(yīng),產(chǎn)生熱量,而PB部分沒有連入電路,沒有電流通過,不會產(chǎn)生熱量,故滑動變阻器的PA部分比PB部分熱。
35.如圖所示,是測量小燈泡電功率的實(shí)物元件圖,其中電源是由三只蓄電池組成,小燈泡額定電壓是3.8V,其燈絲電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”字樣,電流表(0~0.6A,0~3A),電壓表(0~3V,0~15V)。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,把右圖中的電路元件連接成實(shí)驗(yàn)電路。
(2)合理地連接好電路,并按正確的順序操作,閉合開關(guān)后燈不亮,猜想:
A.可能燈絲斷了
B.可能是變阻器開路
C.可能是小燈泡短路
請你借助電路中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想,并填入如表。
(3)排除故障后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān),改變滑動變阻器的阻值,記下各組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制如圖所示的I﹣U圖象,根據(jù)圖象可知小燈泡的額定功率是 1.33 W。
(4)實(shí)驗(yàn)時某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表損壞,他們想設(shè)計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn),于是向老師要了一個R0的定值電阻(阻值適當(dāng)),和一個單刀雙擲開關(guān),借助原有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計如圖實(shí)驗(yàn)方案,正確連接電路后,接下來的實(shí)驗(yàn)步驟是:
①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點(diǎn) 1 (選填“1”或“2”),移動滑片,使電壓表的示數(shù)為 3.8 V;
②再將S2撥到另一觸點(diǎn),保持滑片的位置不變,讀出電壓表的示數(shù)U。
寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額= (用已知量和測量量表示)
答案與解析:
(1)燈泡的額定電壓為3.8V,所以電壓表的量程為0~15V,且與燈泡并聯(lián);
根據(jù)歐姆定律可得,燈泡的額定電流大約為I′===0.38A,所以電流表的量程為0~0.6A,且與燈泡串聯(lián);
由于滑動變阻器阻值接近燈泡電阻;故滑動變阻器采用限流接法;故按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,然后與電源、開關(guān)組成電路,如下圖所示:
(2)A、燈絲斷了,電路斷路,電流表無示數(shù),電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表測量電源電壓,電壓表示數(shù)等于電源電壓,為6V,符合第一種現(xiàn)象;
B、變阻器開路,電路斷路,電路無電流,電流表示數(shù)為0,燈泡中無電流,燈泡兩端無電壓,電壓表示數(shù)為0,與第二種現(xiàn)象相符;
C、小燈泡短路,電路電阻減小,電路電流增大,電流表示數(shù)增大,電壓表測導(dǎo)線電壓,示數(shù)為0,與題目所示現(xiàn)象不符;
(3)由圖可知,當(dāng)電壓為3.8V時,電流為0.35A,故功率P=UI=3.8×0.35=1.33W;
(4)由給出的電路圖可知,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,故應(yīng)先使燈泡兩端的電壓為3.8V,故先將開關(guān)接1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為3.8V;
然后再將開關(guān)接2,讀數(shù)為U,則可知定值電阻兩端電壓為U﹣3.8V;則由閉合電路歐姆定律可知:電流I=; 則功率P=UI=;
故答案為:(1)實(shí)物電路圖的連接如上圖所示;(2)A;B;(3)1.33;(4)1;3.8;;
36.同一型號的兩個燈泡串聯(lián)在電路中會一樣亮嗎?小明在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時,小明將兩個型號為“12V 25W”的燈泡L1和L2接到12V電源上,組成如圖甲所示的電路并進(jìn)行如下操作:
①首先,斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,發(fā)現(xiàn)兩個燈泡一起變亮,亮度相同;
②接著,保持閉合開關(guān)S2,再閉合開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)燈泡L1因短路而熄滅,燈泡L2變得更亮;
③等到L1熄滅一段時間后,又?jǐn)嚅_開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)L2的亮度逐漸減弱,而L1逐漸亮起來,過了一會兒兩個燈泡達(dá)到一樣的亮度。
為什么步驟③中會出現(xiàn)這種有趣的現(xiàn)象呢?小明猜想可能是因?yàn)闊襞輧啥穗妷鹤兓?,造成燈絲電阻變化所致。為了檢驗(yàn)自己的猜想是否正確,小明取其中一個燈泡,重新設(shè)計電路,將開關(guān)閉合后,測得了燈泡兩端的電壓和燈泡中的電流,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
(1)分析表中數(shù)據(jù),判斷當(dāng)小燈泡兩端電壓變化后燈絲的電阻是否改變?如果燈絲電阻改變,其原因是什么? 改變;電壓增加時,電流隨之增大,溫度升高,導(dǎo)致電阻變大 。
(2)在操作③這個步驟中,為何開關(guān)S1剛斷開時,L1較暗而L2較亮?請作出合理的解釋: 在操作③這個步驟中,由于燈L2一直處于通電狀態(tài),溫度較高,相應(yīng)的電阻也較大,當(dāng)開關(guān)S1斷開時,燈L1與燈L2串聯(lián)在電路中,開始時L1的即時電阻比L2的電阻小,故L2分得的電壓相應(yīng)也要大,隨著通電時間的增加,最終兩燈電阻相等,亮度也就相等了 。
(3)在操作③這個步驟中,當(dāng)兩個燈泡達(dá)到一樣的亮度后,電路消耗的總功率是 18.6 W。
(4)圖中乙、丙兩個電路均可用來測量燈泡的電流和電壓值,小明為了證實(shí)自己的猜想,實(shí)驗(yàn)時采用的應(yīng)是乙、丙中哪一個電路,并簡述理由。
答案與解析:(1)利用歐姆定律,根據(jù)表中的數(shù)據(jù),求出導(dǎo)體的阻值,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的電阻在增大。原因是,當(dāng)電壓增加時,電流隨之增大,燈絲的溫度升高,導(dǎo)致電阻變大。
(2)在操作③這個步驟中,由于燈L2一直處于通電狀態(tài),溫度較高,相應(yīng)的電阻也較大。
當(dāng)開關(guān)S1斷開時,燈L1與燈L2串聯(lián)在電路中,開始時L1的即時電阻比L2的電阻小,故L2分得的電壓相應(yīng)也要大,根據(jù)公式P=UI,可以確定,此時的L2的功率大于L1的功率,所以此時亮燈的亮度不同:燈L2與燈L1要亮;
隨著通電時間的增加,最終兩燈電阻相等,亮度也就相等了。
(3)當(dāng)兩燈亮度相同時,它們的阻值相等,通過它們的電流相等,利用歐姆定律可以確定兩個燈泡兩端的電壓相等,即每個燈泡兩端的電壓為6V.結(jié)合上表中的數(shù)據(jù),當(dāng)燈泡兩端的電壓為6V時,燈絲的電流為1.55A.此時每個燈泡的功率:P=UI=6V×1.55A=9.3W.總功率為兩者之和即18.6W。
(4)由表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電壓表示數(shù)為0時,電流表示數(shù)也為0。
若是乙圖,滑片移到左端時,燈泡短路,電壓表和電流表示數(shù)都為0,且燈泡電壓越大電流也越大;
若是丙圖,滑片移動中,電流表和電壓表示數(shù)均不會為0。
故小明實(shí)驗(yàn)采用的是乙電路。
故答案為:(1)改變;電壓增加時,電流隨之增大,溫度升高,導(dǎo)致電阻變大;
(2)在操作③這個步驟中,由于燈L2一直處于通電狀態(tài),溫度較高,相應(yīng)的電阻也較大,當(dāng)開關(guān)S1斷開時,燈L1與燈L2串聯(lián)在電路中,開始時L1的即時電阻比L2的電阻小,故L2分得的電壓相應(yīng)也要大,隨著通電時間的增加,最終兩燈電阻相等,亮度也就相等了;
(3)18.6W;
(4)乙電路,滑片移到左端時,燈泡短路,電壓表和電流表示數(shù)都為0,且燈泡電壓越大電流也越大。
37.在測定“小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為20Ω,兩只滑動變阻器(“10Ω 1A”、“20Ω 1 A”),導(dǎo)線若干。
(1)小明在連接實(shí)驗(yàn)電路時還有導(dǎo)線未接上,如圖1所示。請你用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖中電路連接好(請勿更改原有導(dǎo)線,導(dǎo)線不得交叉)。
(2)小明在實(shí)驗(yàn)過程中選擇的滑動變阻器的規(guī)格是 “20Ω 1A”
(3)在實(shí)驗(yàn)連接操作都正確無誤的前提下,他發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,小燈泡的亮度一直很暗,為了使燈泡亮度變大,你建議: 換用新干電池再進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 。
答案與解析:
(1)實(shí)驗(yàn)中燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)接入電路,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,燈泡額定電壓為2.5V,電壓表應(yīng)選0~3V量程,燈泡正常發(fā)光時電路電流約為:I===0.125A,所以電流表應(yīng)使用0﹣0.6A量程,實(shí)物電路圖如圖所示:
;
(2)燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端電壓U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
由I=可得滑動變阻器接入電路的阻值R滑===16Ω>10Ω,滑動變阻器應(yīng)選“20Ω 1A”。
(3)由圖電源由三節(jié)干電池組成,實(shí)驗(yàn)連接操作都正確無誤,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,小燈泡的亮度一直很暗,可能是干電池使用時間過長,使得電源電壓不到4.5V,建議:換用新干電池再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
故答案為:
(1)見上圖;(2)“20Ω 1A”;(3)換用新干電池再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
38.實(shí)驗(yàn)桌上提供了符合要求的實(shí)驗(yàn)器材:電壓表三塊,電流表一塊,未知阻值的定值電阻兩只,滑動變阻器一個,電源一個,開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。兩個電阻串聯(lián)接在電路中,電阻R1的功率為P1,電阻R2的功率為P2,電阻R1、R2的總功率為P,請你利用提供的器材,設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明,P=P1+P2。
(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)寫出一次完整實(shí)驗(yàn)的步驟;
(3)在虛線框中設(shè)計記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。
答案與解析:(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示:
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
①按電路圖連接電路。
②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為R21,讀出電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)U2,電壓表V3的示數(shù)U3,電流表的示數(shù)I,并記在表格中。根據(jù)公式P=UI,分別計算出對應(yīng)的功率P1、P2、P,并記在表格中。
(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表:
故答案為:(1)電路圖如上圖;
(2)按電路圖連接電路。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為R21,讀出電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)U2,電壓表V3的示數(shù)U3,電流表的示數(shù)I,并記在表格中。根據(jù)公式P=UI,分別計算出對應(yīng)的功率P1、P2、P,并記在表格中。
(3)見上表。
39.小紅用電壓表和電流表測量額定電壓為2.5V燈泡的實(shí)際功率。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片P移至如圖甲所示的位置時,燈泡發(fā)光,電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電壓表的示數(shù)是 2.4 V,電流表的示數(shù)是 0.5 A,此時燈泡的功率是 1.2 W。
答案與解析:
由圖甲可知,電壓表測燈泡兩端電壓,電流表測通過燈泡電流。
由圖乙電壓表使用0﹣3V量程,分度值0.1V,示數(shù)為2.4V;電流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,示數(shù)為0.5A,
所以此時燈泡的功率:P=UI=2.4V×0.5A=1.2W。
故答案為:2.4;0.5;1.2。
40.小明在進(jìn)行“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)時,實(shí)驗(yàn)臺上提供的器材有:待測小燈泡(額定電壓2.5V,正常發(fā)光時的電阻約為5Ω)
電源:6V蓄電池 電流表A(0~0.6A、0~3A) 電壓表V(0~3V、0~15V) 滑動變阻器R(0~15Ω) 電阻箱R(0~999?99Ω) 開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。
(1)小明在實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)該選擇 0~0.6A 的量程,電壓表應(yīng)該選擇 0~3V 的量程。
(2)閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到 阻值最大 端(填“阻值最大”或“阻值最小”)。
(3)他連接的實(shí)物電路如圖1所示,請在圖2虛線框內(nèi)畫出該電路圖。
(4)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,小王發(fā)現(xiàn)電流表已壞,他利用剩余器材和另外兩個開關(guān),也完成了小燈泡額定功率的測量,請在圖3實(shí)線框中畫出小王的實(shí)驗(yàn)設(shè)計電路圖。
答案與解析:(1)由題意可知,額定電壓為2.5V的小電燈,正常發(fā)光時的電阻約為5Ω,則電路中的電流約為=0.5A,故電流表的量程可選擇0~0.6A量程;
小電燈的額定電壓為2.5V,故為了測量準(zhǔn)確,可選擇0~3V量程。
電路最大電壓為6V,最小電阻為5Ω,電路中最大電流為:I===1.2A,所以,電流表選擇0~0.6A量程;
(2)閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到阻值最大端;
(3)從正極開始,依次連接開關(guān)、定值電阻、電流表、滑動變阻器,然后回到負(fù)極,電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,如下圖;
(4)燈泡與變阻箱電阻、滑動變阻器串聯(lián),移動滑動變阻器滑片,當(dāng)燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為2.5V時,燈泡正常工作。
滑動變阻器滑片位置不變,通過閉合、斷開開關(guān),使電壓表并聯(lián)在燈泡與變阻箱兩端。
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系求變阻箱兩端電壓,根據(jù)歐姆定律求通過變阻箱的電流,即燈泡額定電流,根據(jù)P=UI計算額定功率,如圖。
′
故答案為:(1)0~0.6A;0~3V;(2)阻值最大;(3)如上圖;(4)如上圖。
41.用如圖所示的電路來測額定電壓U為2.5V的小燈泡的額定功率,已知R0阻值為10Ω。
(1)將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整:
a.對照電路圖連接好電路,并將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處。
b.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表A1示數(shù)I1為 0.25 A。
c.然后讀出此時電流表A2示數(shù)I2。
d.?dāng)嚅_開關(guān),整理器材。
(2)用測量所得的物理量和已知量符號表示出小燈泡的額定功率P= UI2 (W)。
(3)本題中的滑動變阻器的作用是 保護(hù)電路 、 改變電路中的電流 。
答案與解析:
(1)∵U=2.5V,R0=10Ω,
∴通過流表A1的電流為I1===0.25A;
(2)電流表A2測量的是通過小燈泡的電流I2,所以小燈泡的額定功率P=UI2(W);
(3)連接電路時,將滑動變阻器的滑片滑到電阻最大位置,是電路中的電流不至于過大,起保護(hù)電路的作用;通過移動滑片來改變滑動變阻器連入電路中的電阻值,從而改變電路中的電流。
故答案為:
(1)0.25A;(2)UI2;(3)保護(hù)電路;改變電路中的電流。
42.小明的實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“測定額定電壓是2.5V的小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn),他們的實(shí)驗(yàn)記錄與計算如表:
根據(jù)他們觀察的現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,請你回答下面的問題:
(1)小燈泡的額定功率是 0.75 W;
(2)請在圖1中作出小燈泡的電壓和電流的U﹣I關(guān)系圖象。
(3)小組的同學(xué)們還注意到,這個實(shí)驗(yàn)記錄也可以用來計算小燈泡燈絲的電阻,從實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)和U﹣I關(guān)系圖象中發(fā)現(xiàn),燈絲的電阻值隨電壓升高而增大,同學(xué)們想:導(dǎo)體的電阻不是與電壓、電流無關(guān)嗎?怎么會有這樣的結(jié)論呢?請你給他們作出合理的解釋: 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 。
(4)在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線完成該實(shí)驗(yàn)的電路連接;(請正確選擇電表量程)
答案與解析:(1)由表知,燈泡的額定電壓U=2.5V,
對應(yīng)的電流是I=0.3A,燈泡的額定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn),然后用平滑曲線連接起來,如下圖所示:
(3)燈絲兩端電壓越高,燈絲的溫度越高,燈絲的電阻越大。
(4)燈泡額定電壓是2.5V,電壓表選0~3V量程;由表知燈泡額定電壓是0.3A,電流表選0~0.6A量程,把電流表、燈泡、滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,滑動變阻器接上面的接線柱,如圖所示:
故答案為:(1)0.75;(3)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
43.小張在“測量小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡上標(biāo)有“3.5V”字樣。
(1)請你在圖中用筆畫線連好最后一根導(dǎo)線。
(2)請觀察圖,小張連好電路后,接下來應(yīng) 將滑片P移至最左端 才能保證實(shí)驗(yàn)時不損壞儀表。
(3)檢查連接無誤后小張測出了上表三組數(shù)據(jù),由表中數(shù)據(jù)可知,小燈泡的額定功率為 1.4W 。
(4)連好后的電路還可測定物理量有 小燈泡的電阻 。
(5)在這個電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中,若小燈泡的燈絲突然斷了,電壓表的示數(shù)會 增大 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
答案與解析:(1)滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電路圖如圖所示;
(2)由實(shí)物電路圖知:滑動變阻器滑片在最左端時,滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值,連好電路后,接下來應(yīng)將滑片P移至最左端才能保證實(shí)驗(yàn)時不損壞儀表;
(3)由表中數(shù)據(jù)知:燈泡的額定電壓3.5V對應(yīng)的電流是0.40A,則燈泡的額定功率P=UI=3.5V×0.40A=1.4W;
(4)利用電流表和電壓表分別測出燈泡的電流和電壓,利用R=可以算出燈泡的電阻;
(5)實(shí)驗(yàn)中小燈泡的燈絲突然被燒斷,則電壓表的示數(shù)變大;
故答案為:(1)電路圖見解答部分;(2)將滑片P移至最左端;(3)1.4W;(4)小燈泡的電阻;(5)增大。
44.用如圖(a)電路測量小燈泡電功率,燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣,滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω 1.5A”字樣,不考慮溫度對燈泡電阻的影響。
(1)按電路圖將圖(b)中的實(shí)物元件連接起來。
(2)在圖(a)中,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片從A向B滑動的過程中,電壓表示數(shù)將 變大 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)某次實(shí)驗(yàn)時電壓表和電流表的示數(shù)如圖(c),則此時小燈泡的實(shí)際功率為 0.51 W。
(4)該電路還能做其他電學(xué)實(shí)驗(yàn),請舉一例: 測量小燈泡電阻 。
答案與解析:
(1)實(shí)物連接如下圖所示:(電路圖中滑動變阻器是否應(yīng)作如下的更改)
(2)滑動變阻器接入電路的電阻變小,小燈泡兩端電壓變大;
(3)由表盤示數(shù)可知電壓為1.5V,電流為0.34A,P=UI=1.5V×0.34A=0.51W;
(4)利用R=還可以測出燈泡的電阻。
故答案為:(1)圖見解答部分;(2)變大;(3)0.51;(4)測量小燈泡電阻。
45.在測量標(biāo)有“3.8V 0.5A”字樣的小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,小輝同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路。
(1)請根據(jù)圖1所示的實(shí)物圖,在右方的方框內(nèi)畫出電路圖。
(2)在閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移至 左 (選填“左”或“右”)端。
(3)在開始實(shí)驗(yàn)時,小輝閉合開關(guān)后燈泡發(fā)光,但較暗,無論如何移動滑片,小燈泡都無法達(dá)到正常工作的狀態(tài)。經(jīng)檢查,電路元件的連接正確無誤,你認(rèn)為可能存在的問題是 電源電壓太低 。
(4)在解決問題后,小輝小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如表2所示。其中在進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)時,當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時,電流表的讀數(shù)如圖2所示,請在下面表格的相應(yīng)位置填上電流值和對應(yīng)的電功率。
表2 測量小燈泡的電功率
(5)上面的表格是小輝提交的實(shí)驗(yàn)報告中 的記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格,請分析該表格有關(guān)項(xiàng)目的設(shè)計是否有不科學(xué)的地方,請你說明理由 設(shè)計了平均電功率一欄;不同電壓下的功率不同,求平均電功率沒有意義 。
答案與解析:(1)根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖,如圖所示:
(2)由圖1知,滑動變阻器的下面接了右邊的接線柱,所以在閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至最左端,使其阻值最大;
(3)無論如何移動滑片,小燈泡都無法達(dá)到正常工作的狀態(tài),電路連接無誤,則可能是電源電壓太低;
(4)由圖2知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.48A,則P=UI=3.8V×0.48A=1.824W
(5)不同電壓下的實(shí)際功率是不同的,所以沒有必要求不同電壓下功率的平均值,由表格知,設(shè)置了功率的平均值一欄,是不合理的。
故答案為:(1)見上圖;(2)左;(3)電源電壓太低;(4)
(5)設(shè)計了平均電功率一欄;不同電壓下的功率不同,求平均電功率沒有意義。
46.如圖是測定小燈泡額定功率的實(shí)物連接圖,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈泡的額定電壓是3.8V,其燈絲電阻約為10Ω,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣。(說明:電流表接線柱從左到右為“﹣”“0.6”“3”;電壓表接線柱從左到右為“﹣”“3”“15”)
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路中未連接的部分連好,使它成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。
(2)小剛合理地連接好電路,并按正確的順序操作,但閉合開關(guān)后燈不亮,聰明的小剛猜想:
A.可能是燈絲斷了B.可能是電流表斷路
C.可能是小燈泡短路 D.可能是滑動變阻器斷路
請你借助圖1中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想,將電流表、電壓表的示數(shù)填表。
(3)假如電壓表0﹣15V量程已損壞,小剛?cè)韵霚y出小燈泡的額定功率,請你將小剛設(shè)計的電路圖畫在圖2的方框內(nèi)。
(4)按小剛新設(shè)計的電路圖調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)達(dá)到 0.7 V時,小燈泡就正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)如圖3所示,則小燈泡的額定功率是 1.14 W。
答案與解析:(1)電流表串聯(lián)在電路中,用0~0.6A量程,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,選0~15V量程,
滑動變阻器接一上一下兩接線柱,電路如圖所示:
。
(2)A、可能是燈絲斷了,電流表示數(shù)I=0A,電壓表示數(shù)等于電源電壓U=1.5V×3=4.5V;
C、可能是滑動變阻器斷路,電路發(fā)生斷路,則電路中無電流,電流表的示數(shù)為零;燈泡兩端無電壓,電壓表的示數(shù)為零;
(3)由題意知,電源電壓為1.5V×3=4.5V,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,燈泡兩端的電壓為3.8V,滑動變阻器兩端的電壓為4.5V﹣3.8V=0.7V;可以將電壓表與滑動變阻器并聯(lián),如圖所示:
。
(4)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電壓為額定電壓U燈=3.8V,此時滑動變阻器電壓,即電壓表示數(shù)
U滑=U﹣U燈=4.5V﹣3.8V=0.7V;電流表量程是0.6A,分度值是0.02A,電流表示數(shù)I=0.3A,
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
故答案為:(1)實(shí)物電路圖如上;(2)A成立:0; 4.5;D成立:0; 0;(3)電路如上圖所示;(4)0.7; 1.14。
47.小金在做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時,所用電源電壓為4.5伏,小燈泡額定電壓為2.5伏。
(1)按電路圖連接成實(shí)物圖后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn),則電路故障原因可能是 小燈泡斷路 ;
(2)故障排除后重新閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P到某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙,若要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑片P向 B (填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5伏;
(3)小金同學(xué)移動滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的圖象。根據(jù)圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是 0.5 瓦。該圖象不是直線,主要原因是 燈絲電阻隨溫度升高而增大 。
答案與解析:(1)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn),此時的故障有兩種可能:①被測部分電路斷路;②其它部分電路短路。如果是其它部分短路,小燈泡會亮、電流表指針會動,故不符合要求。因此可以斷定電路故障為:小燈泡(被測部分)斷路。
故答案為:小燈泡斷路。
(2)電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.2V,而額定電壓為2.5V,故應(yīng)使小燈泡兩端的電壓增大,就應(yīng)該讓滑動變阻器兩端的電壓減小,就必須把滑動變阻器的阻值調(diào)小,即滑片向B移動。
故答案為:B。
(3)由圖象知,當(dāng)燈的電壓是2.5V時,對應(yīng)的電流值為0.2A,額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線,說明小燈泡的電阻不是定值,并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高,即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
故答案為:0.5;燈絲電阻隨溫度升高而增大。
48.阿牛測定一只額定電壓為3.6V的小燈泡的額定功率,提供的器材有:電壓恒定為8V的電池組一個、滑動變阻器一個、電流表和電壓表各一個,電壓表的內(nèi)阻為RV=3000Ω,定值電阻R0一個,阻值為1500Ω,開關(guān)一個和導(dǎo)線若干根,阿牛發(fā)現(xiàn)電壓表0﹣15V量程的分度值為0.5V,不能準(zhǔn)確測出3.6V,請你幫阿牛設(shè)計一個能準(zhǔn)確測出小燈泡額定功率的電路圖。
(1)在虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的電路圖;
(2)寫出你的測量方法: 1、按電路圖連接好實(shí)物圖,電壓表接入0~3V量程,且滑動變阻器的滑片移到最右端。
2、閉合開關(guān),緩慢向左滑動變阻器的滑片,使原電壓表示數(shù)達(dá)到2.4V.即此時虛線框這個“新電壓表”兩端的電壓是3.6V,也就是燈泡兩端的電壓是3.6V。
3、讀出此時電流表的示數(shù),即為燈泡的額定電流。
4、知道燈泡兩端的電壓是額定電壓,知道額定電流,根據(jù)P=UI計算燈泡的額定功率。 。
答案與解析:(1)滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電流表和燈泡串聯(lián)測量燈泡的電流,開關(guān)串聯(lián)在電路中,電壓表和定值電阻串聯(lián)組成新電壓表,這個整體測量燈泡的電壓,這個整體和燈泡并聯(lián)。電壓表和定值電阻是串聯(lián)的,電壓表和定值電阻分擔(dān)的電壓之比是兩者的電阻之比,所以當(dāng)燈泡兩端電壓是3.6V時,電壓表示數(shù)顯示2.4V.連接如下圖:
(2)測量方法:1、按電路圖連接好實(shí)物圖,電壓表接入0~3V量程,且滑動變阻器的滑片移到最右端。
2、閉合開關(guān),緩慢向左滑動變阻器的滑片,使原電壓表示數(shù)達(dá)到2.4V.即此時虛線框這個“新電壓表”兩端的電壓是3.6V,也就是燈泡兩端的電壓是3.6V。
3、讀出此時電流表的示數(shù),即為燈泡的額定電流。
4、知道燈泡兩端的電壓是額定電壓,知道額定電流,根據(jù)P=UI計算燈泡的額定功率。
故答案為:(1)如上圖;(2)1、按電路圖連接好實(shí)物圖,且滑動變阻器的滑片移到最右端,電壓表接入0~3V量程。
2、閉合開關(guān),緩慢向左滑動變阻器的滑片,使原電壓表示數(shù)達(dá)到2.4V.即此時虛線框這個“新電壓表”兩端的電壓是3.6V,也就是燈泡兩端的電壓是3.6V。
3、讀出此時電流表的示數(shù),即為燈泡的額定電流。
4、知道燈泡兩端的電壓是額定電壓,知道額定電流,根據(jù)P=UI計算燈泡的額定功率。
49.在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V,某同學(xué)已連接部分電路如圖所示。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,補(bǔ)充完成圖中實(shí)驗(yàn)器材的連接(要求:滑動變阻器的滑片向右移動時接入電路的電阻變?。?。
(2)電路正確連接后,閉合開關(guān)。移動滑片P,發(fā)現(xiàn)燈泡總不亮,且電流表無示數(shù)。電壓表示數(shù)接近3V,則故障原因可能是 燈泡斷路 。
(3)排除故障后。當(dāng)電壓表示數(shù)為 2.5 V時,小燈泡正常發(fā)光。此時電流表示數(shù)如圖所示,其值為 0.26 A.小燈泡的額定功率為 0.65 W。
答案與解析:(1)燈泡額定電壓為2.5V,電壓表選擇0~3V量程,電壓表與燈泡并聯(lián),電流從正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出。
滑動變阻器滑片右移,連入電路電阻減小,滑動變阻器接右半段,滑動變阻器接右下端接線柱?;瑒幼冏杵鞔?lián)在電路中。如圖。
(2)燈泡不亮,電流表無示數(shù),電路斷路,電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成,電壓為3V,電壓表示數(shù)與電源電壓相同,電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,所以燈泡斷路。
(3)電壓表測燈泡電壓,燈泡正常工作時,電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓2.5V。
電流表使用的0~0.6A量程,每一個大格代表0.2A,每一個小格代表0.02A,電流為0.26A,
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
故答案為:(1)如圖;(2)燈泡斷路;(3)2.5;0.26;0.65。
50.實(shí)驗(yàn)室購買了一批規(guī)格為“2.5V 0.75W”的小燈泡,小明利用其中一只小燈泡做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn):
(1)小明連接完電路并閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片P的位置,電流表和電壓表的示數(shù)總保持不變,燈泡保持較暗的亮度不變,則造成這一現(xiàn)象的原因是: 滑動變阻器同時連接在了下面兩個接線柱上 ;
(2)于是小明重新連接實(shí)驗(yàn)電路,但沒有連完整,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,幫小明將圖中的電路連接完整,并且要求滑片P向右移動時,電壓表的示數(shù)要變大;
(3)小明按照正確的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果要測量小燈泡的額定功率,他應(yīng)該在閉合開關(guān)后,去調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V;
(4)下表是他實(shí)驗(yàn)時得到的一組數(shù)據(jù),在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時,他發(fā)現(xiàn)該小燈泡不合格,假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的,則這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比是 短了 。(填“長了”或“短了”)
答案與解析:
(1)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,電壓表和電流表及燈泡亮度都不變,滑動變阻器不起改變電阻的作用;
滑動變阻器都接上面兩個接線柱時,滑動變阻器相當(dāng)于導(dǎo)線,電路電阻最小,電路電流最大,燈泡最亮,移動滑片,燈泡較亮而不改變;
滑動變阻器都接下面兩個接線柱時,滑動變阻器相當(dāng)于定值電阻,電路電阻最大,電路電流最小,燈泡較暗,移動滑片,燈泡較暗而不改變;
(2)燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表的量程為0~3V,且與燈泡并聯(lián),滑動變阻器的右下方接線柱與開關(guān)的右接線柱相連,如下圖所示:
(4)根據(jù)P=可得,合格燈泡的電阻:
R==≈8.3Ω,
根據(jù)歐姆定律可得,購買燈泡的實(shí)際電阻:
R實(shí)===6.25Ω,
燈泡的實(shí)際電阻小于合格燈泡的電阻,燈絲的實(shí)際長度比規(guī)定長度短了;
故答案為:
(1)滑動變阻器同時連接在了下面兩個接線柱上;
(2)如上圖所示;
(4)短了。
51.小明為測量小燈泡的額定功率(阻值約為10Ω),設(shè)計了圖1所示的電路圖。已知電源電壓恒為6V,燈泡的額定電壓為3.8V,滑動變阻器標(biāo)有“20Ω l A”字樣。
(1)圖2是小明根據(jù)圖1連接的實(shí)物圖。閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡 不發(fā)光 ;經(jīng)檢查,是由于一根導(dǎo)線連接錯誤。請你在實(shí)物圖中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線。
(2)若電壓表0~15V的量程損壞,為完成實(shí)驗(yàn),請你使用原有器材重新設(shè)計一個電路,并將設(shè)計的電路圖畫在上面的虛線框內(nèi)。
(3)根據(jù)你的設(shè)計重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為 2.2 V,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖3所示,小燈泡的額定功率是 1.52 W。
答案與解析:(1)由圖2知,電壓表與燈泡串聯(lián)接入電路,電路斷路,閉合開關(guān)后,燈泡不發(fā)光;把燈泡右端接線柱與電壓表負(fù)極相連,電路圖如圖甲所示。
故答案為:不發(fā)光;電路圖如圖甲所示。
(2)電壓表0~15V量程損壞,電壓表與滑動變阻器并聯(lián),電路圖如圖乙所示。
故答案為:電路圖如圖乙所示。
(3)當(dāng)燈泡電壓為額定電壓時,滑動變阻器兩端電壓,即電壓表示數(shù)U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V,當(dāng)電壓表示數(shù)是2.2V時燈泡正常發(fā)光;
由圖3可知,電流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,電流表示數(shù)I=0.4A,
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。
故答案為:2.2;1.52。
52.李剛學(xué)習(xí)了電功率的概念后,要對小燈泡的電功率進(jìn)行研究:
(1)取兩個阻值不同的燈泡L1、L2,要研究它們的電功率跟電壓的關(guān)系。他應(yīng)采用如圖所示的電路圖中的 甲圖 (填:“甲圖”或“乙圖”)。
(2)現(xiàn)要測定一額定電壓為3.8V,燈絲電阻約為10Ω的小燈泡的額定功率。器材:電源電壓為6V、滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”字樣、電流表、電壓表等。連線時李剛發(fā)現(xiàn)電壓表0~15V的量程的接線柱壞了,無法使用,他經(jīng)過一番思考,終于把實(shí)驗(yàn)完成了。請你在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,把李剛的實(shí)驗(yàn)連接完整。
(3)連接完成后,閉合開關(guān),李剛接下來的操作是 移動滑動變阻器的滑片 ,使電壓表的示數(shù)為 2.2V 。此時電流表如圖所示,則通過燈的電流是 0.4A ,燈泡的額定功率是 1.52W 。
(4)在電路連接正確的情況下,若閉合開關(guān)一段時間后發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表、電壓表都幾乎沒有示數(shù),則原因可能是( D )
A.小燈泡被短路 B.燈絲斷了
C.電流表被短路 D.滑動變阻器連入電路的電阻太大。
答案與解析:(1)甲圖兩燈串聯(lián),電流相等,電阻不同,電壓不同,能探究功率與電壓關(guān)系。乙圖兩燈并聯(lián),電壓相等,電阻不同,電流不同,能探究功率與電流關(guān)系。
(2)燈泡電流約為:I===0.38A,電流表選擇0~0.6A,電流表串聯(lián)在電路中。
滑動變阻器有4個接線柱,選擇一上一下,已經(jīng)選定了上面接線柱,任意選擇下面的一個接線柱,把滑動變阻器串聯(lián)在電路中。
電壓表0~15V量程損壞,電源電壓為3.8V,電源電壓為6V,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),滑動變阻器電壓為6V﹣3.8V=2.2V<3V,電壓表選擇0~3V,電壓表測滑動變阻器兩端電壓,電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,如圖。
(3)電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時,燈泡兩端電壓為3.8V。
電流表選擇0~0.6A量程,每一個大格代表0.2A,每一個小格代表0.02A,電流為0.4A,
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。
(4)A、燈泡短路,電路電阻變小,電流變大,電流表有示數(shù),電壓表測導(dǎo)線電壓表示數(shù)為0.與條件矛盾。
B、燈絲斷了,電路斷路,電流表無示數(shù),電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表測電源電壓,電壓表等于電源電壓。與條件矛盾。
C、電流表被短路,電流表無示數(shù),燈泡發(fā)光,燈泡中有電流,電壓表測燈泡電壓,電壓表有示數(shù)。與條件矛盾。
D、滑動變阻器連入電路電阻太大,總電阻太大,電路電流太小,電流表幾乎無示數(shù),電壓表測燈泡電壓,根據(jù)U=IR,電流很小,所以電壓很小,電壓表幾乎無示數(shù)。符合條件。
故答案為:(1)甲圖;(2)如上圖;(3)移動滑動變阻器的滑片;2.2V;0.4A;1.52W;(4)D。
53.圖1所示是“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖2是即將連接完成的實(shí)驗(yàn)電路。其中電源為三節(jié)新的干電池,燈泡的額定電壓為3.8V,燈絲的電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”的字樣。
(1)對照電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖未完成部分連接好。
(2)當(dāng)閉合電路的開關(guān)時,若出現(xiàn)以下不正?,F(xiàn)象(見下表)
請你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入表中(只要填選項(xiàng)代號)
A.電路中a、b間斷路 B.電路中a、b間短路 C.滑動變阻器連入電路中的電阻太小
(3)為了測出小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為 3.8 V,若此時電流表示數(shù)如圖3所示,則通過燈泡的電流為 0.38 A,該燈泡的額定功率是 1.444 W。
答案與解析:(1)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電流表最大示數(shù)是0.54A,應(yīng)選0~0.6A量程,電壓表最大示數(shù)是4.5V,電壓表應(yīng)選0~15V,根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖,如圖所示。
(2)當(dāng)燈泡短路時,燈泡不亮,電路電流較大,與燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零;
當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值太小時,電路電流較大,燈的實(shí)際功率較大,燈很亮;
當(dāng)燈泡斷路時,電路電流為零,電流表示數(shù)為零,電壓表接在電源兩端,電壓表示數(shù)等于電源電壓;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原因如下表所示。
(3)當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時,燈泡正常發(fā)光,由圖3所示電流表可知,電流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表示數(shù)是0.38A,燈泡額定功率是P=UI=3.8V×0.38A=1.444W;
故答案為:(1)電路圖如圖所示;(2)如上表所示;(3)3.8;0.38;1.444。
54.在“測小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓是2.5V,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 2A”字樣,小燈泡的電阻小于10Ω。
(1)連接不完整的電路如圖(甲)所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整(要求導(dǎo)線不交叉)。
(2)連接好電路后,為了保證電路的安全,要將滑動變阻器滑片移至 A 端(選填“A”或“B”),才能閉合開關(guān);閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向沒有刻度的那一邊,造成這一故障的原因是 電流表正負(fù)接線柱接反了 。
(3)排除故障,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)為1.5V,為了讓小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑片向 B 端移動(選填“A”或“B”)。
(4)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖(乙)所示,通過小燈泡的電流是 0.3 A.小燈泡的額定功率是 0.75 W。
(5)將圖(甲)中的小燈泡更換成定值電阻,且電路連接完好,還可以完成的實(shí)驗(yàn)是( B )
A.探究電流的磁場強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系 B.探究電流與電壓關(guān)系
C.探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 D.探究電流與電阻關(guān)系。
答案與解析:(1)燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表選擇0~3V量程,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端。
滑動變阻器已經(jīng)選定了上面接線柱,任意選擇下面一個接線柱,把滑動變阻器串聯(lián)在電路中。如圖。
(2)滑動變阻器接入右半段,滑片處于A端,滑動變阻器連入電路的電阻最大,對電路起到保護(hù)作用。
電流表的指針反偏,電流表的正負(fù)接線柱接反了。
(3)電壓表測量燈泡的電壓,電壓表示數(shù)為1.5V,燈泡兩端的電壓為1.5V,
要使燈泡兩端電壓由1.5V增大到2.5V,電路電流要增大,總電阻減小,滑動變阻器連入電路的部分減小,滑片向B端移動。
(4)電流表使用的0~0.6A量程,每一個大格代表0.2A,每一個小格代表0.02A,電流為0.3A。
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(5)A、電流磁場的強(qiáng)弱無法直接觀察,通過觀察電磁鐵吸引大頭針的多少來反映磁性的強(qiáng)弱。本實(shí)驗(yàn)器材不能完成。
B、探究電流與電壓的關(guān)系時,控制電阻不變,通過滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,來探究流與電壓的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)器材能完成。
C、Q=I2Rt,探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時,控制電流和通電時間不變,只有一個定值電阻,不能改變電阻,無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)器材能完成。
D、探究電流與電阻的關(guān)系時,保證電壓一定,改變電阻大小,只有一個定值電阻,不能改變電阻,無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)器材能完成。
故答案為:(1)如圖;(2)A;電流表正負(fù)接線柱接反了;(3)B;(4)0.3;0.75;(5)B。
55.小宜同學(xué)做“測小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時,已知小燈泡的額定電壓是3.8V,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈絲電阻大約10Ω,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣。
(1)如圖所示的是小宜同學(xué)連接不完整的實(shí)驗(yàn)電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將圖中未連接部分連接好,要求:電壓表、電流表選擇合適的量程,滑動變阻器的滑片向右移動使連入電路的阻值減小。
(2)當(dāng)小宜同學(xué)閉合電路的開關(guān)后,電路中可能出現(xiàn)一些不正?,F(xiàn)象。
第一種:小燈泡較暗,滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度,可能在連接電路時把滑動變阻器的 AB (填“AB”或“CD”)兩端點(diǎn)連入了電路中。
第二種:小燈泡不亮,電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)為4.5V,可能小燈泡處 斷路 (填“短路”或“斷路”)。
(3)小宜同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中為了能得到比較準(zhǔn)確的小燈泡的額定功率,改變接入電路的滑動變阻器的阻值,分別得到三組數(shù)據(jù),如表:
老師認(rèn)為小宜同學(xué)通過三次測量得到三組數(shù)據(jù),算出三個電功率值,再求平均值得到額定功率的數(shù)據(jù)處理方法有誤,為什么?
(4)你認(rèn)為正確測量結(jié)果P額= 1.52 W。
答案與解析:
(1)測小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)中燈泡、電流表和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián),由燈泡額定電壓3.8V,電壓表應(yīng)使用0﹣15V量程,燈泡正常發(fā)光電流約為I===0.38A,所以電流表應(yīng)使用0﹣0.6A量程,變阻器一上一下接入電路,且滑片右移變阻器連入阻值減小,所以應(yīng)將B接入電路中,如圖所示:
;
(2)第一種:燈泡較暗,電路電流較小,電流電阻較大,滑動變阻器電阻較大,移動滑片,電路電阻不變,所以,滑動變阻器接入A、B接線柱。
第二種:燈泡不亮,電流表示數(shù)為0,電路斷路,電源有3節(jié)干電池串聯(lián),電源電壓為4.5V,此時電壓表示數(shù)為4.5V,電壓表測電源電壓,電壓表串聯(lián)在電路中,燈泡斷路。
(3)燈泡的電壓不同,電流不同,功率不同,求功率的平均值,得到額定功率是錯誤的。
額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率,測量其它電壓下的功率是無意義,計算平均值更無意義。
(4)由表格知,燈泡在3.8V下的電功率為1.52W。
故答案為:(1)見上圖;
(2)AB;斷路;
(3)因?yàn)轭~定功率是燈泡在額定電壓下的功率,當(dāng)滑動變阻器的阻值變化時,燈兩端的實(shí)際電壓也變化,實(shí)際功率隨著變化,多次測量求平均值算出的功率不是額定功率,沒有意義;
(4)1.52。
56.圖甲所示是“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)的電路圖,圖乙是即將連接完成的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源為三節(jié)新干電池,燈泡的額定電壓為3.8V,燈絲的電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。
(1)對照電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路中未連接部分連接好。
(2)當(dāng)閉合電路中的開關(guān)時,若出現(xiàn)以下不正?,F(xiàn)象(見下表)
請你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入上表中(只填選項(xiàng)代號)
A.電路中a、b間斷路
B.電路中a、b間短路
C.滑動變阻器連入電路中的電阻太小
(3)為了測出小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為 3.8 V,若此時電流表的示數(shù)如圖丙所示,其電流為 0.38 A,該燈的額定功率是 1.444 W。
答案與解析:(1)由歐姆定律可知,額定電壓是3.8V的燈泡,當(dāng)阻值約為10Ω時,其電流會在0.3A左右,小于0.6A,故電流表用0﹣﹣0.6A量程,并與燈泡串聯(lián);其電壓要達(dá)到3.8V,故電壓表用0﹣﹣15V量程,并與燈泡并聯(lián);答案如下圖。
(2)甲現(xiàn)象中燈泡不亮而電流很大是短路現(xiàn)象,故選B;
乙現(xiàn)象中燈泡很亮,既有電流也有電壓,說明滑動變阻器接入電阻較小,故選C;
丙現(xiàn)象中燈泡不亮,無電流而電壓較大是斷路現(xiàn)象,故選A;
故答案如下表;
(3)小燈泡在額定電壓下工作時的功率是額定功率,所以須把燈泡兩端的電壓調(diào)到額定電壓,即3.8V;
電流表的量程是:0﹣﹣0.6A,所以讀出的電流是:0.2A+0.18A=0.38A;
燈泡的額定功率是:P=UI=3.8V×0.38A=1.444W。
故答案是:3.8;0.38;1.444。
57.測燈泡的額定功率,器材如圖所示:其中被測燈泡的額定電壓為3.6V,估計它的額定功率為0.8W;電源電壓恒為6V;電流表量程0﹣0.6A和0﹣3A;電壓表量程為0﹣3V和0﹣15V;開關(guān)、滑動變阻器;備用導(dǎo)線若干。
(1)給實(shí)物圖補(bǔ)畫出所缺導(dǎo)線,使它成為一個完整的實(shí)驗(yàn)電路。
(2)若在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電壓表“0﹣15V”量程不靈,無法按常規(guī)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請你在不增減器材的情況下,重新設(shè)計出測定小燈泡額定功率的電路圖,并畫在方框內(nèi)。
(3)若實(shí)驗(yàn)室里有四種規(guī)格的滑動變阻器:“10Ω 1A”、“15Ω 1.5A”、“20Ω 2A”、“50Ω 2A”。則無論是正常實(shí)驗(yàn)還是后來重新設(shè)計的實(shí)驗(yàn),都是選用 “15Ω 1.5A” 規(guī)格的滑動變阻器為宜。
答案與解析:(1)電壓表的“15”接線柱接燈的右端,滑動變阻器的C接線柱接在燈的右端。
(2)當(dāng)電壓表“0﹣15V”量程不能用時,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知,電源電壓等于各用電器的電壓之和,故當(dāng)燈的額定電壓是3.6V,電源電壓為6V時,滑動變阻器上的電壓為2.4V,故使用電壓表的0﹣3V的量程測量滑動變阻器的電壓為2.4V時,燈的電壓就是3.6V。
(3)燈的正常工作電流I===0.22A,燈的電阻為R===16.4Ω,電路的總電阻R總===27.3Ω,
故滑動變阻器的阻值至少應(yīng)為27.3Ω﹣16.4Ω=10.9Ω,故應(yīng)使用“15Ω 1.5A”規(guī)格的滑動變阻器。
故本題答案為:“15Ω 1.5A”。
58.如圖所示,為小青設(shè)計的測額定電壓為2.5V小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路圖。請你在圖中正確畫出遺漏部分,將電路圖補(bǔ)充完整。他測得的數(shù)據(jù)如下:
小燈泡的額定功率是 0.5 W。
答案與解析:將滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,如圖所示:
從表中數(shù)據(jù)可以看出燈泡在額定電壓下工作時的電流為I=0.2A,所以燈泡的額定功率為 P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案為 0.5。
59.小明做“測定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時,已知燈泡的額定電壓是3.8V,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈絲電阻大于10Ω,滑動變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。圖甲是測定燈泡的額定功率的電路。
(1)小明按圖甲連接電路并閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,但電壓表有示數(shù),則故障的原因可能是燈泡 開路 。(選填“短路”或“開路”)
(2)小明排除故障后,燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則燈泡的額定功率是 0.76 W。
(3)若電壓表0~15V的量程損壞,換用0~3V的量程后,應(yīng)將電壓表中“﹣”接線柱連入圖甲中的 C 點(diǎn),“3”接線柱連入圖甲中的 B 點(diǎn),也可測出燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)電壓表的讀數(shù)為 0.7 V時,燈泡正常發(fā)光。
答案與解析:(1)燈泡不亮,說明電路無電流;電壓表有示數(shù),說明電路有電壓,因此電路是處于開路狀態(tài);
故答案是:開路。
(2)由圖乙,電流表接入的量程是0﹣﹣0.6A,所以電路的電流是:I=0.2A;
燈泡正常發(fā)光,額定電壓是:U=3.8V;
燈泡的額定功率是:P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。
故答案是:0.76。
(3)據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當(dāng)燈泡電壓是3.8V時,滑動變阻器的電壓是:4.5V﹣3.8V=0.7V;
如果用電壓表測出滑動變阻器的電壓,則知燈泡的電壓,所以可用0﹣﹣0.3V量程測滑動變阻器的電壓;
連接時電壓表的“﹣”接線柱要接在電源負(fù)極一端,“3”接線柱接在電源正極一端;
故答案是:C,B,0.7。
60.在做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5v,電源為兩節(jié)干電池。其余器材均完好。
(1)在圖中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,用筆畫線代替導(dǎo)線,將滑動變阻器和電壓表正確連入電路。
(2)小明同學(xué)連接好電路,剛一閉合開關(guān)就發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光很亮。你認(rèn)為他可能存在的錯誤或不妥之處是: 滑動變阻器接入電阻太小 。
(3)正確連接電路后,測得3組數(shù)據(jù)如上表所示,則小燈泡的額定功率為 0.625 W。
答案與解析:(1)電源的“+”極與滑動變阻器的C接線柱相連;
電壓表“3”接線柱接在燈泡右端的接線柱上;
故答案如下圖。
(2)燈泡很亮,是電路的電流大,由題意可知是電阻太小,即滑動變阻器接入的阻值太?。?br>故答案是:滑動變阻器接入的阻值太??;
(3)燈泡的額定電壓:U=2.5V;
由數(shù)據(jù)表知燈泡的額定電流:I=0.25A;
所以燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
故答案是:0.625。U實(shí)/V
電壓/V
電流/A
電功率/W
燈泡亮度
U實(shí)=U額
2.5
0.3
0.75
正常發(fā)光
U實(shí)>U額
3
0.36
1.08
較亮
U實(shí)<U額
2
0.24
0.48
較暗
實(shí)驗(yàn)序號
電壓表示數(shù)
電流表示數(shù)
小燈亮暗程度
1
1.3V
0.16A
暗
2
2.5V
0.26A
正常發(fā)光
3
4.5V
0A
不發(fā)光
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
實(shí)際電功率P/W
小燈泡亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏亮
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
現(xiàn)象
電燈的亮暗
電流表
電壓表
可能的原因
1
亮
有示數(shù)
無示數(shù)
2
不亮
無示數(shù)
有示數(shù)
U/V
2.5
1.3
I/A
0.28
0.20
P/W
0.7
發(fā)光情況
明亮
暗
次數(shù)
1
2
3
4
電阻/Ω
5
10
15
20
電流/A
0.6
0.3
0.2
0.15
序號
電壓表示數(shù)U/V
電流表的示數(shù)I/A
1
1.0
0.14
2
1.5
0.21
3
2.0
0.26
4
2.5
5
3.0
0.36
順序
電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
可能的原因
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
電燈的亮暗
甲
不亮
0.54
0
乙
很亮
0.32
2.8
丙
不亮
0
3
電流表示數(shù)/A
電壓表示數(shù)/V
原因
0
6
猜想 成立
0
0
猜想 成立
U/V
0
1
2
4
6
8
10
11
I/A
0
0.71
0.94
1.27
1.55
1.80
2.03
2.14
電壓U/V
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.22
0.26
0.30
功率P/W
0.33
0.52
燈泡發(fā)光情況
燈絲暗紅
微弱發(fā)光
正常發(fā)光
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
燈泡亮度
1
3.0
0.36
偏暗
2
3.5
0.40
正常
3
4.5
0.42
偏亮
實(shí)驗(yàn)序號
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
平均電功率P/W
1
3
0.44
1.32
2
3.8
3
4.5
0.52
2.34
猜想
電流表示數(shù)/A
電壓表示數(shù)/V
如果A成立
如果D成立
次數(shù)
第一次
第二次
第三次
電壓/V
3
2.5
2
電流/A
0.44
0.4
0.34
電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
可能的原因
順序
電燈的亮暗
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
甲
不亮
0.54
0
乙
很亮
0.42
4.2
丙
不亮
0
4.5
實(shí)驗(yàn)序號
電壓表示數(shù)/V
電流表示數(shù)/A
功率/W
額定功率/W
1
3.00
0.36
1.08
P額==1.50
2
3.80
0.40
1.52
3
4.50
0.42
1.89
順序
電路中出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象
可能的原因
電燈的亮暗
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
甲
不亮
0.54
0
乙
很亮
0.42
4.2
丙
不亮
0
4.5
次數(shù)
U/V
I/A
1
2.00
0.18
2
2.50
0.20
3
3.00
0.22
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓(V)
電流(A)
1
2
0.21
2
2.5
0.25
3
3
0.29
實(shí)驗(yàn)序號
電壓表示數(shù)
電流表示數(shù)
小燈亮暗程度
1
1.3V
0.16A
暗
2
2.5V
0.26A
正常發(fā)光
3
4.5V
0A
不發(fā)光
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
實(shí)際電功率P/W
小燈泡亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏亮
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
現(xiàn)象
電燈的亮暗
電流表
電壓表
可能的原因
1
亮
有示數(shù)
無示數(shù)
2
不亮
無示數(shù)
有示數(shù)
U/V
2.5
1.3
I/A
0.28
0.20
P/W
0.7
發(fā)光情況
明亮
暗
次數(shù)
1
2
3
4
電阻/Ω
5
10
15
20
電流/A
0.6
0.3
0.2
0.15
序號
電壓表示數(shù)U/V
電流表的示數(shù)I/A
1
1.0
0.14
2
1.5
0.21
3
2.0
0.26
4
2.5
0.32
5
3.0
0.36
順序
電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
可能的原因
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
電燈的亮暗
甲
不亮
0.54
0
乙
很亮
0.32
2.8
丙
不亮
0
3
順序
電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
可能的原因
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
電燈的亮暗
甲
不亮
B
0.54
0
乙
很亮
C
0.32
2.8
丙
不亮
A
0
3
電流表示數(shù)/A
電壓表示數(shù)/V
原因
0
6
猜想 A 成立
0
0
猜想 B 成立
U/V
0
1
2
4
6
8
10
11
I/A
0
0.71
0.94
1.27
1.55
1.80
2.03
2.14
I0/A
U1/V
U2/V
P2/W
P/W
電壓U/V
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.22
0.26
0.30
功率P/W
0.33
0.52
燈泡發(fā)光情況
燈絲暗紅
微弱發(fā)光
正常發(fā)光
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
燈泡亮度
1
3.0
0.36
偏暗
2
3.5
0.40
正常
3
4.5
0.42
偏亮
實(shí)驗(yàn)序號
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
平均電功率P/W
1
3
0.44
1.32
2
3.8
3
4.5
0.52
2.34
實(shí)驗(yàn)序號
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
平均電功率P/W
1
3
0.44
1.32
2
3.8
0.48
1.824
3
4.5
0.52
2.34
猜想
電流表示數(shù)/A
電壓表示數(shù)/V
如果A成立
0
4.5
如果D成立
0
0
次數(shù)
第一次
第二次
第三次
電壓/V
3
2.5
2
電流/A
0.44
0.4
0.34
電路中出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象
可能的原因
順序
電燈的亮暗
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
甲
不亮
0.54
0
B
乙
很亮
0.42
4.2
C
丙
不亮
0
4.5
A
電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
可能的原因
順序
電燈的亮暗
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
甲
不亮
0.54
0
B
乙
很亮
0.42
4.2
C
丙
不亮
0
4.5
A
實(shí)驗(yàn)序號
電壓表示數(shù)/V
電流表示數(shù)/A
功率/W
額定功率/W
1
3.00
0.36
1.08
P額==1.50
2
3.80
0.40
1.52
3
4.50
0.42
1.89
順序
電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
可能的原因
電燈的亮暗
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
甲
不亮
0.54
0
乙
很亮
0.42
4.2
丙
不亮
0
4.5
順序
電路中出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象
可能的原因
電燈的亮暗
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
甲
不亮
0.54
0
B
乙
很亮
0.42
4.2
C
丙
不亮
0
4.5
A
次數(shù)
U/V
I/A
1
2.00
0.18
2
2.50
0.20
3
3.00
0.22
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓(V)
電流(A)
1
2
0.21
2
2.5
0.25
3
3
0.29
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