
1.小紅用如圖甲所示電路,“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓和電阻的關(guān)系”,電源電壓為4.5V不變,滑動變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”。
(1)實驗前,小紅發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置偏向刻度“0”線的左側(cè),原因是電流表_____;
(2)實驗時小紅設(shè)計了如表,通過表格可以看出,她的實驗?zāi)康氖翘骄客ㄟ^導(dǎo)體的電流與_____的關(guān)系;
(3)小紅先用5Ω的定值電阻進行實驗,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P到合適位置,記錄電壓表和電流表的示數(shù),其中電流表示數(shù)如圖乙所示,電流大小為_____A。將5Ω的定值電阻依次更換為10Ω、15Ω、20Ω繼續(xù)探究,移動滑片P,使電壓表的示數(shù)仍為_____V,并記錄數(shù)據(jù);
(4)小紅使用30Ω的電阻做實驗時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,都無法使電壓表的示數(shù)與前4次相同,為繼續(xù)完成第5次實驗,如果只能更換電源,則電源電壓應(yīng)不高于_____V。
【答案】 沒有調(diào)零 電阻 0.4 2 4
【詳解】(1)[1]實驗前,開關(guān)沒有閉合,電路沒有電流,小紅發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置偏向刻度“0”線的左側(cè),電流不會從電流表的負(fù)接線柱流入,應(yīng)該是電流表沒有調(diào)零。
(2)[2]從表格可以看到,5次實驗,電阻的阻值都不同,則實驗?zāi)康氖翘骄客ㄟ^導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系。
(3)[3]從圖乙可以看到,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,它的讀數(shù)為0.4A。
[4]從第一次實驗可以看到,定值電阻的阻值為5Ω,電路的電流為0.4A,則電壓表的示數(shù)為
電壓表的示數(shù)為2V,將5Ω的定值電阻依次更換為10Ω、15Ω、20Ω繼續(xù)探究,探究電流與電阻的關(guān)系,需要保持電阻兩端的電壓不變,則移動滑片P,使電壓表的示數(shù)仍為2V,并記錄數(shù)據(jù)。
(4)[5]小紅使用30Ω的電阻做實驗時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,都無法使電壓表的示數(shù)與前4次相同,變阻器的電阻調(diào)為最大了,為30Ω,定值電阻兩端的電壓為2.25V,為繼續(xù)完成第5次實驗,如果只能更換電源,設(shè)電源電壓最高為,保持定值電阻兩端的電壓為2V,滑動變阻器的電阻也調(diào)為最大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點,可得
解得。
2.小明和同學(xué)們利用如圖甲所示器材做“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗,電源電壓為6V且保持不變,滑動變阻器規(guī)格為(30Ω 1A),其中定值電阻有四種規(guī)格,分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)小明連接的電路如圖甲所示,有一根導(dǎo)線連接有誤。請在錯誤的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確___________;
(2)改正電路后將5Ω的定值電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑片位置使電壓表為某一值,讀出電流表的示數(shù),并將此時滑片位置標(biāo)記為M;接著將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片的同時眼睛觀察___________表的示數(shù),此時滑片的位置在M點的___________(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”);
(3)小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的I-R圖像如圖乙b所示,其中陰影面積的物理意義是___________。小華用相同的裝置進行實驗,并將實驗數(shù)據(jù)也繪制成如圖乙a所示的圖像,發(fā)現(xiàn)與小明的圖像不一致,請你幫忙分析出現(xiàn)此情況的原因是_______________;
(4)實驗完成后,同學(xué)們交流后提出,可以用電阻箱替換電路中的定值電阻,這樣不用反復(fù)拆裝元件,還可得到更多的數(shù)據(jù),他們找老師借了一個電阻箱接入電路,若保持電壓表示數(shù)不變,且電流表量程不變,為保證實驗順利完成,電阻箱接入電路的阻值范圍為___________Ω。
【答案】 電壓 左側(cè) 定值電阻兩端的電壓 小華實驗時沒有移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)不變 5~30
【詳解】(1)[1]觀察圖甲實物圖,閉合開關(guān)后,根據(jù)電流的流法,可知,電流流過開關(guān)后,往電壓表的負(fù)極流進,這是錯誤的,應(yīng)該把開關(guān)右端和電壓表負(fù)接線柱的導(dǎo)線,刪除,在探究電流與電阻的關(guān)系的實驗中,電壓表應(yīng)該并聯(lián)在定值電阻R的兩端,然后定值電阻R、電流表、滑動變阻器串聯(lián)在一起,故可以嘗試開關(guān)的右端連接定值電阻的右端,然后根據(jù)電流的流法可知,定值電阻R、電流表、滑動變阻器是串聯(lián)的,電壓表并聯(lián)在定值電阻R的兩端,如下圖所示。
(2)[2]實驗過程中,要保持定值電阻R的電壓大小不變,將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,閉合開關(guān),定值電阻兩端的電壓會變化,為了保持電壓不變,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,同時眼睛觀察電壓表示數(shù),電壓表的示數(shù)達到原來的電壓值,則滑片停止移動。
[3]由題意可知,將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,定值電阻阻值變大,為了保持其兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點,可知,滑動變阻器的阻值也應(yīng)該增大,從圖甲實物圖可看到,變阻器是左上端和右下端接入電路,滑片往左移動,阻值增大,則此時滑片的位置在M點的左側(cè)。
(3)[4]小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的I-R圖像如圖乙b所示,其中陰影面積都是定值電阻的電流值與阻值的乘積,而根據(jù)公式可知,這乘積為定值電阻兩端的電壓,所以其中陰影面積的物理意義是定值電阻兩端的電壓。
[5]從圖乙中的a圖像可看到,圖像上的點,對應(yīng)的電流值和電阻值的乘積,不相同,即定值電阻兩端的電壓不相同,這是因為小華實驗時沒有移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)不變。
(4)[6]由題意可知,因為電流表所選的量程為0~0.6A,所以電路中的電流值,最大為0.6A,要讓電壓表的值和實驗中的相同,大小保持在3V,那么電阻箱接入電路的最小阻值
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,電阻箱接入電路的電阻最大,滑動變阻器接入的電阻也為最大,但是由于變阻器的最大阻值為30Ω,滑動變阻器兩端分得的最小電壓為3V,不能再小,因為電源電壓為6V,而電阻箱的最大電壓為3V,不能再大,這時電路中的電流
則電阻箱接入電路的最大電阻
綜上所述,電阻箱接入電路的阻值范圍為5~30Ω。
3.在探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系實驗中,珍珍同學(xué)采用的電路如圖甲所示,實驗中,她始終保持定值電阻R兩端的電壓為6V不變。實驗中所用的部分器材如下:電源(電壓恒為9V),電流表(0~0.6A),電壓表(0~15V),定值電阻為15Ω、20Ω、25Ω、30Ω和50Ω的各一只,滑動變阻器。
(1)珍珍同學(xué)將20Ω的定值電阻接入a、b之間進行實驗時,開關(guān)應(yīng)該處于______狀態(tài),還應(yīng)將滑片P置于圖中滑動變阻器的最______端(選填“左”或者“右”);
(2)閉合開關(guān)后,珍珍發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,電流表示數(shù)始終為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓,已知導(dǎo)線和各處的連接完好。由此推斷,電路中______(選填“定值電阻”或者“滑動變阻器”)發(fā)生了______(選填“短路”或“開路”)故障;
(3)檢查電路無誤后,珍珍將某定值電阻接入a、b之間進行實驗,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為6V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則示數(shù)為______A;
(4)珍珍根據(jù)多組實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是:在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成______(選填“正比”或者“反比”);
(5)為了完成整個實驗,我們應(yīng)該選取最大阻值不小于______Ω的滑動變阻器。
【答案】 斷開 右 定值電阻 開路 0.24 反比 25
【詳解】(1)[1]在連接電路過程中,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),這樣可以防止由于誤操作導(dǎo)致電路短路損壞電路元件的情況發(fā)生。
[2]該實驗中,滑動變阻器具有保護電路的作用,當(dāng)開關(guān)閉合時,為防止電路中電流過大,損壞電器元件,開關(guān)閉合前滑動變阻器應(yīng)調(diào)至阻值最大處;為保證開關(guān)閉合前滑動變阻器,接入電路中的阻值最大應(yīng)將滑片P移至最右端。
(2)[3][4]由題意可得閉合開關(guān)后,電流表示數(shù)始終為零,說明電路中存在開路,而電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表所測量部分以外的電路中沒有開路,因此可判斷出電壓表測量部分發(fā)生開路,即定值電阻開路。
(3)[5]由題意可知,電流表選取的量程為0~0.6A,再結(jié)合圖乙中電流表的示數(shù)可知,選取量程為0~0.6A時,電流表的分度值為0.02A,圖乙中指針指在0.2A右側(cè)第二根刻度線處,故電流表示數(shù)為0.24A。
(4)[6]本題中沒有給出具體的實驗數(shù)據(jù),但從課本中探究電流與電阻關(guān)系的實驗過程可知,電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的乘積始終等于電阻兩端電壓值,故可得出結(jié)論:電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(5)[7]由圖甲可知,電路中滑動變阻器與定值電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路中電阻分壓的原理可知,滑動變阻器R滑與定值電阻R的電阻之比等于電壓之比,即
根據(jù)實驗要求,每次實驗時需要調(diào)解滑動變阻器接入電路中的阻值,使定值電阻兩端電壓UR一定且等于6V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,此時滑動變阻器兩端電壓為
此時滑動變阻器R滑與定值電阻R的電阻之比為
由上式分析可得出滑動變阻器R滑與定值電阻R的電阻關(guān)系為,由此可知當(dāng)定值電阻阻值越大時,需要滑動變阻器接入電路中的阻值越大,由題意可知,定值電阻最大值為50Ω,此時對應(yīng)的滑動變阻器接入電路中的最大值為
為保證滑動變阻器接入電路中能取到25Ω,則要求滑動變阻器的最大阻值不小于25Ω。
4.小明做“測定小燈泡的電功率”實驗,現(xiàn)有電源(電源電壓為2伏的整數(shù)倍)、待測小燈泡(標(biāo)有“0.3安”字樣)、電流表、電壓表(只有0~3伏檔完好)、開關(guān)、滑動變阻器(標(biāo)有“20歐1安”字樣)各一個、以及導(dǎo)線若干。他正確連接電路,并將滑片移到最大阻值處,閉合開關(guān)時觀察到電表的示數(shù)如圖(a)、(b)所示,小燈發(fā)光較暗,移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)超出了量程。為了測出小燈的額定功率,他改變了電壓表接入的位置,并調(diào)整了電源電壓,然后閉合開關(guān),移動滑片,又進行兩次實驗,數(shù)據(jù)如下表所示。
①判定小燈正常發(fā)光的依據(jù)是______ ;
②小燈正常發(fā)光時,電壓表并聯(lián)在______兩端;
③說明小明對電源電壓作出的調(diào)整,并求出小燈的額定功率( )。
【答案】 電流表示數(shù)為0.3A 滑動變阻器 見解析
【詳解】①[1]待測小燈泡標(biāo)有“0.3安”的字樣為燈泡的額定電流,即正常工作時的電流,所以當(dāng)與小燈泡串聯(lián)的電流表示數(shù)為0.3A時,小燈泡就正常發(fā)光了。
②[2]他正確連接電路,并將滑片移到最大阻值處,閉合開關(guān)時觀察到電壓表的示數(shù)如圖(b)所示,小燈發(fā)光較暗,移動滑片P,電流增大,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)超出了量程,說明電壓表測量的是燈泡;后來他改變了電壓表接入的位置,調(diào)整電源才正常實驗的,所以小燈正常發(fā)光時,電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端。
③[3]如圖,電流表的示數(shù)為0.26A,電壓表的示數(shù)為2.8V,原來的電源電壓
U=UL+U變=2.8V+0.26A×20Ω=8V
此時,電路中的電流為
0.26A<0.3A
又小燈兩端此時的電壓為2.8V,調(diào)整滑動變阻器,電壓表超量程可知小燈正常工作電壓大于3V;調(diào)整電源和改接電壓表的位置后,得到的數(shù)據(jù)入表格所示,則
2.5V+3V <6V
又電源電壓為2伏的整數(shù)倍,故調(diào)整后的電源電壓為6V,小燈的額定電壓為
故小燈的額定功率
5.實驗小組同學(xué)利用兩節(jié)新干電池,一個開關(guān),將兩個燈泡連成一個串聯(lián)電路,想探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律。
(1)圖甲是連接的電路,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)連接有誤,請你只改動一根導(dǎo)線的一端,使電壓表正確測量其中一盞燈泡兩端的電壓;(在被改動的導(dǎo)線上畫“×”,然后畫出改動后的導(dǎo)線)( )
(2)小組同學(xué)找到兩個電壓表,設(shè)計了圖乙所示的電路圖。需要測出ab、bc、ac之間的電壓。按照電路圖正確連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表V1和V2的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,可能的原因是:___________(填“V1”或“V2”)的量程選大了,此時電壓表V1的示數(shù)為___________V;
(3)解決問題后,小組同學(xué)測出了ab間和ac間的電壓,為了測量bc間的電壓,他應(yīng)完成的操作是___________;
A.將V1接a點的導(dǎo)線拆下,接到c點
B.將V2接a點的導(dǎo)線拆下,接到b點
C.以上兩種操作均可
(4)為了得出更普遍的規(guī)律,應(yīng)當(dāng)進行多次實驗,操作方法是:___________。
A.重新連接電路再次測量
B.將燈泡L1和燈泡L2互換位置再次測量
C.將其中一盞燈泡換成不同規(guī)格的燈泡再次測量
【答案】 V2 0.6 B C
【詳解】(1)[1]甲圖中,電壓表和L1短路了,兩燈應(yīng)串聯(lián),電壓表測一個燈的電壓,改正后如下所示:
(2)[2][3]圖乙中兩燈串聯(lián),電源電壓為3V,V2測電源電壓,示數(shù)為3V;V1測L1的電壓。因串聯(lián)電路的電壓等于各部分電壓之和,故V2示數(shù)大于V1示數(shù)。而V1和V2的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,根據(jù)電壓表大小量程之比為5∶1,說明V2的量程選大了,此時電壓表V1的示數(shù)為
(3)[4]測出了ab間和ac間的電壓后,為了測量bc間的電壓,他應(yīng)保證電流應(yīng)從電壓表正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,故接下來的操作是將V2接a點的導(dǎo)線拆下,接到b點,故選B。
(4)[5]為了得出更普遍的規(guī)律,應(yīng)將其中一盞燈泡換成不同規(guī)格的燈泡再次測量,故選C。
6.在探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中,電源電壓3V,定值電阻為5Ω,按照圖甲將電路正確連接后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,使定值電阻R兩端電壓為1V。
(1)將實物電路連接完整,要求:當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時電流表示數(shù)變大;________
(2)正確連線后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路故障可能是電阻R___________(選填“短路”或“斷路”);
(3)用10Ω的電阻替換5Ω后,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)將___________(選填“變大”或“變小”或“不變”),此時應(yīng)將滑片P向________(選填“C”或“D”)端移動,使電阻兩端電壓保持不變;
(4)接下來實驗操作中,在用20Ω的定值電阻替換10Ω的定值電阻后,他發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為1V。為成功完成此探究,小明同學(xué)設(shè)計了如下方案,你認(rèn)為可行的一項是 __________;
A.只更換滑動變阻器,則更換的滑動變阻器最大阻值至少為40Ω
B.如果只增加電源電壓,則電源電壓增加到6V
(5)小明同學(xué)將電阻換成額定電壓為2.5V,額定功率為0.75W的小燈泡(如圖乙),想測量小燈泡的電流和電壓特點;
①利用上述電路繼續(xù)進行實驗時,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器使得電流表示數(shù)為0.15A時,燈泡的實際電功率P實___________(選填“大于”、“小于”或“等于”);
②實驗結(jié)束后,小華繼續(xù)對滑動變阻器兩端電壓U與通過它的電流I關(guān)系進行了探究,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)也畫出了U﹣I圖象。你認(rèn)為正確的是圖丙中的虛線___________(選填“①”、“②”或“③”)。
【答案】 斷路 變大 D A 小于 ①
【詳解】(1)[1]要求當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時電流表示數(shù)變大,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律可知滑片向左移動時滑動變阻器接入電路的電阻變小,所以滑動變阻器選擇左下接線柱串聯(lián)接入電路,如圖:
(2)[2]閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),說明電路斷路,電壓表有示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)部分電路斷路,所以電路故障可能是電阻R斷路。
(3)[3][4]用10Ω的電阻替換5Ω后,閉合開關(guān),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)將變大,為保持電壓表示數(shù)不變,需減小定值電阻兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知需增大滑動變阻器兩端的電壓,即需增大滑動變阻器接入電路的阻值,所以此時應(yīng)將滑片P向D端移動。
(4)[5]A.串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得
定值電阻的最大阻值為20Ω,代入數(shù)據(jù)可得
解得RH=40Ω,故A可行;
B.當(dāng)電源電壓增加到6V,則
解得RH=100Ω,故B不可行。
(5)額定電壓為2.5V,額定功率為0.75W的小燈泡的額定電流
[6]利用上述電路繼續(xù)進行實驗時,調(diào)節(jié)滑動變阻器使得電流表示數(shù)為
燈泡溫度越低,燈泡電阻越小,通過燈泡電流為其額定電流一半時,燈泡電阻小于燈泡正常發(fā)光時的電阻,根據(jù)P=I2R可知燈泡實際功率小于額定功率的四分之一。
[7]因燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,則可知燈泡的U﹣I圖像是一條向上的曲線(圖丙中的實線);電源電壓為3V,小燈泡的曲線與滑動變阻器的曲線的交點,表示燈與滑動變阻器的電壓相等,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知此時燈與滑動變阻器的電壓都是1.5V,如下圖知①、②、③三條曲線與小燈泡曲線相交的點對應(yīng)為1.5V的是曲線①,故正確的是圖丙中的虛線為①。
7.在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時,小明作出了如下猜測:導(dǎo)體的電阻可能與①導(dǎo)體的長度有關(guān);②導(dǎo)體的橫截面積有關(guān);③導(dǎo)體的材料有關(guān),其規(guī)格和材料如下表。
實驗中,電路如圖所示,在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體,觀察______來比較電阻的大小,用到的這個研究方法是______;
(2)為了驗證上述猜想①,應(yīng)選用編號______兩根電阻絲分別接入電路進行實驗。如果選用A、D兩根電阻絲進行實驗,是為了驗證猜想______(填序號);
(3)如果選用A、C兩根電阻絲分別接入電路中,電流表示數(shù)出現(xiàn)不同??傻贸鼋Y(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體的材料和長度相同時,______;
(4)若將電路中的電流表更換成小燈泡,可以通過觀察______判斷電阻絲阻值的大小,但不足之處:______。
【答案】 電流表示數(shù)的大小 轉(zhuǎn)換法 A、B ③ 導(dǎo)體的電阻與橫截面積有關(guān) 燈泡亮度 見解析
【詳解】(1)[1][2]在電源電壓恒定的情況下,接入電路的導(dǎo)體電阻不同,電路中的電流大小不同,通過電流表的示數(shù)情況可以推斷導(dǎo)體的電阻大小。這種用容易觀測的量來推測不易觀測的量的方法,叫做轉(zhuǎn)換法。
(2)[3]若探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系,應(yīng)控制導(dǎo)體橫截面積、材料相同,選用長度不同的導(dǎo)體進行探究。故應(yīng)選擇A、B兩導(dǎo)體進行實驗。
[4]A、D兩根電阻絲,長度和橫截面積相同,材料不同,若選用這兩根電阻絲進行實驗,是探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。
(3)[5]A、C兩根電阻絲,長度和材料相同,橫截面積不同,選用它們進行實驗,是探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的有關(guān)系。
(4)[6]若將電流表換成小燈泡,當(dāng)電路中電阻不同時,電路中的電流大小不同,小燈泡的亮度不同,可以通過觀察小燈的亮度來推測導(dǎo)體電阻大小情況。
[7]小燈亮度異同是人觀察所得,不是特別精準(zhǔn)。尤其是當(dāng)導(dǎo)體電阻差別較小時,小燈亮度變化較小,不易觀察。
8.花花同學(xué)在“測小燈泡額定電功率”的實驗中,根據(jù)提供的器材:電壓恒為5V的電源,額定電壓為2.5V的待測小燈泡L1,電流表,電壓表,開關(guān)和導(dǎo)線若干,另有標(biāo)有“30Ω,2A”的滑動變阻器R1和標(biāo)有“5Ω,1A”的滑動變阻器R2,完成以下實驗:
(1)檢查電路,花花發(fā)現(xiàn)一根導(dǎo)線連接錯誤,請將圖甲中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確______;
(2)本實驗選擇的滑動變阻器是______(選填“R1”或“R2”);
(3)改正所有問題并正確完成實驗,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時,為使燈正常發(fā)光,滑片P應(yīng)向______移動(選填“左”或“右”)?;ɑǜ鶕?jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖乙的I-U圖像,由圖像可知小燈泡的額定功率為______W,她還發(fā)現(xiàn)圖像是曲線,原因是小燈泡燈絲的電阻隨______的升高而變大;
(4)老師說:雖然電壓表的內(nèi)阻很大,但電路接通后仍有微小電流流過電壓表;雖然電流表的內(nèi)阻很小,但是電路接通后電流表的兩端仍有微小的電壓,請你根據(jù)這一事實并結(jié)合改正后實物圖分析判斷,該電路引起測量的小燈泡電功率偏______(選填“大”或“小”);
(5)當(dāng)加在燈泡兩端的電壓為額定電壓的一半時,燈泡的實際功率P實______P額(選填“>”“ L1 BD
【詳解】(1)[1]甲圖中,燈與電流表并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的,燈應(yīng)與電流表串聯(lián),電壓表與燈并聯(lián),改正后如下所示:
(2)[2]由圖乙可知,燈的電壓為額定電壓2.5V時,通過燈的電流為0.25A,根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律,此時變阻器連入電路的電阻
本實驗選擇的滑動變阻器是R1。
(3)[3]燈在額定電壓下正常發(fā)光,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時, 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P應(yīng)向右移動,直到電壓表示數(shù)為小燈泡的額定電壓。
[4]根據(jù)(2),可知小燈泡的額定功率為
P=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W
[5]她還發(fā)現(xiàn)圖像是曲線,說明電流與電壓不成正比,燈的電阻是變化的,原因是小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而變大。
(4)[6]根據(jù)改正后實物圖可知,電壓表測燈的電壓是準(zhǔn)確的,電流表測燈與電壓表并聯(lián)的總電流,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知,電流表示數(shù)大于通過燈的實際電流,根據(jù)P=UI可知,該電路引起測量的小燈泡電功率偏大。
(5)[7]當(dāng)加在燈泡兩端的電壓為額定電壓的一半時,根據(jù)公式可知,若燈泡電阻不變,則燈泡的實際功率
但是隨著電壓的減小,燈泡電阻隨溫度的降低而減小,故燈泡的實際功率
(6)[8]小燈泡L2燈絲材料、長度和額定電壓與實驗用燈泡L1均相同,L2比L1的燈絲粗,根據(jù)影響電阻大小的因素,則燈泡L2的電阻比燈泡L1的電阻小,將兩燈泡串聯(lián)到電路中,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得燈泡L2兩端的電壓小于L1兩端的電壓,因兩燈泡額定電壓相等,故閉合開關(guān),可能損壞的是燈泡L1。
(7) [9]A.S1閉合,S接b時,若電壓表能測量出燈的電壓,則與b相連的為電壓表的正接線柱;與電壓表下面的導(dǎo)線相連的為電壓表的負(fù)接線柱,S接a時,則電流從電壓表負(fù)接線柱流入了,故電壓表不能測量出定值電阻的電壓,無法求出燈的額定電流,故A不符合題意;
B.只閉合S3、S1,燈與定值電阻并聯(lián)再與變阻器串聯(lián),電流表測定值電阻的電流,通過移動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為
此時定值電阻的電壓為燈的額定電壓2.5V,由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈的電壓為額定電壓,燈正常發(fā)光;保持滑片的位置不動,閉合S2、斷開S3,電路的連接關(guān)系沒有變化,通過燈與定值電阻的電流保持不變,電流表測燈與定值電阻的總電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得出通過燈的電流,即燈的額定電流,根據(jù)P=UI可得出燈的額定功率,故B符合題意;
C.S1閉合,S接a時,定值電阻與變阻器串聯(lián),電流表測電路的電流,移動變阻器的滑片,可使電流表示數(shù)為
定值電阻的電壓為2.5V,但S接b時,燈與變阻器串聯(lián),因燈的電阻與定值電阻的阻值不同,由分壓原理可知,此時燈的電壓不是2.5V,無法使燈正常發(fā)光,故C不符合題意;
D. S1閉合,S接a時,燈與定值電阻串聯(lián)后再與變阻器串聯(lián),電壓表測燈的電壓,移動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為額定電壓,燈正常發(fā)光;控制滑片的位置不變,S接b,電壓表測量燈與定值電阻的總電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得出定值電阻的電壓,從而得出通過定值電阻的電流,即燈的額定電流,根據(jù)P=UI可得出燈的額定功率,故D符合題意。
故選BD。
9.電子秤是市場上常見的儀器。某小組同學(xué)開展了自制簡易電子秤項目,過程如下:
【電路設(shè)計】圖甲為電子秤工作原理圖,當(dāng)物體放在托盤上時,由電壓表來顯示物體質(zhì)量的大小。AB是一段阻值為10歐姆的均勻電阻絲,長度為10厘米,兩邊有滑片P1、P2。金屬彈簧上端固定且與電壓表相連,下端與滑片P1相連,滑片P1能隨彈簧一起上下移動,彈簧伸長量x與拉力的關(guān)系如圖乙所示,電源電壓6伏。(滑輪與托盤質(zhì)量不計)
(1)圖甲中電壓表的示數(shù)隨待測物體質(zhì)量增大而 _____;(填“變大”、“不變”或“變小”)
(2)【標(biāo)注刻度】閉合開關(guān),托盤上無待測物時,P1在A點,當(dāng)待測物質(zhì)量為400克時,電壓表的讀數(shù)是多少?( )
(3)【功能測試】該電子秤有直接測出燒杯內(nèi)液體質(zhì)量的功能。即將燒杯放上托盤后通過操作可使電壓表示數(shù)歸零,再往燒杯中加入待測液體就可以直接從電壓表讀出測量值。結(jié)合圖丙,說明將空燒杯放上托盤后如何操作才能實現(xiàn)調(diào)零?_____。
【答案】 變大 1.44V 放入燒杯后,將P2向下調(diào)至與P1等高處,使得電壓表示數(shù)為零
【詳解】(1)[1]由圖可知電壓表測A點和P1之間的電阻兩端電壓,則當(dāng)待測物體質(zhì)量增大時,P1向下移動,A點和P1之間的電阻增大,由串聯(lián)分壓規(guī)律可知,電壓表示數(shù)變大。
(2)[2]待測物體重力為
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
動滑輪上有兩段繩子,則彈簧所受拉力為
F=2G=8N
對應(yīng)坐標(biāo)軸可知彈簧伸長量為2.4cm,可求A點和P1之間的電阻為
由串聯(lián)分壓可求電壓表示數(shù)為
(3)[3]由分析可知,當(dāng)將空燒杯放入時,電壓表示數(shù)應(yīng)為零,則操作方法是:放入燒杯后,將P2向下調(diào)至與P1等高處,使得電壓表示數(shù)為零。
10.小明利用如圖甲所示電路進行 “探究電流與電阻關(guān)系”的實驗,已知電源電壓為6V,實驗用到的電阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω實驗中所得數(shù)據(jù)畫出圖乙所示圖像。
(1)小明實驗時,閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表也無示數(shù)則故障原因可能是_______。
A.滑動變阻器短路 B.滑動變阻器開路 C.定值電阻短路 D.定值電阻開路
(2)排除故障后,將5Ω電阻接入電路,閉合開關(guān)后調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電壓表示數(shù)為_______V時,記錄對應(yīng)電流表示數(shù),最終得到如圖乙所示圖像;將R由5Ω換成10Ω時,需要將滑片P向_______(選填“左”或“右”)端移動。實驗過程中滑動變阻器的作用除了保護電路還有_______。
(3)由圖像可得到的結(jié)論是:當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_______。
(4)為完成整個實驗應(yīng)選取的滑動變阻器最大阻值不小于_______Ω。
(5)另一組的小華同學(xué)實驗過程中使用了最大阻值50Ω的滑動變阻器,實驗過程中小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)定值電阻由15Ω換成20Ω后,無論如何調(diào)節(jié)滑片都無法完成實驗,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的電阻絲在某位置斷開了,為了完成剩下的兩組實驗,聰明的小華想到不改變原有接好的電路只需要再把準(zhǔn)備的5個定值電阻中_______Ω的電阻串聯(lián)在電路中就一定可以順利完成剩下的兩組實驗。
【答案】 B 2.5 左 電阻兩端的電壓不變 反比 35 15
【詳解】(1)[1]電流表無示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表也無示數(shù),說明干路可能斷開了,則故障原因可能是滑動變阻器開路。故ACD不符合題意;B符合題意。
故選B。
(2)[2]由圖乙可知,當(dāng)電阻為25Ω時,電流為0.1A,則電壓表示數(shù)為
[3][4]根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,為了保持定值電阻兩端電壓不變,應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由串聯(lián)分壓的分壓原理可知,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向左端移動,使電壓表的示數(shù)不變。
所以,實驗過程中滑動變阻器的作用除了保護電路還有控制電阻兩端的電壓不變。
(3)[5]由圖像可知,電阻兩端的電壓
UV=IR
=0.1A×25Ω
=-----
=0.5A×5Ω
=2.5V
為一定值,故由圖像可以得出結(jié)論:電壓一定時,電流與電阻成反比。
(4)[6]實驗中使用的定值電阻阻值最大為25Ω,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=2.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
變阻器分得的電壓與電壓表示數(shù)的比為 ,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入25Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1.4×25Ω=35Ω,即小明所選擇的變阻器的最大阻值不能小于35Ω。
(5)[7]將15Ω電阻接入電路時,變阻器連入電路中的電阻為
R滑=1.4×15Ω=21Ω
由于變阻器的最大阻值不能小于35Ω,則需串聯(lián)的電阻為
R =35Ω-21Ω=14Ω<15Ω
所以,只需要再把準(zhǔn)備的5個定值電阻中15Ω的電阻串聯(lián)在電路中就一定可以順利完成剩下的兩組實驗。
11.如圖甲,在“測量小燈泡的電功率”實驗中,電源電壓為6V保持不變。所用小燈泡的額定電壓為2.5V。小燈泡的電阻約為10Ω。
(1)連接電路時開關(guān)應(yīng)是______的,閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最______端;(選填“左”或“右”)
(2)閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表和電壓表均有示數(shù),接下來首先應(yīng)該操作的是______(填序號);
A.檢查電路是否斷路 B.檢查電路是否短路
C.移動滑動變阻器的滑片 D.觀察小燈泡是否發(fā)光
(3)通過小燈泡的電流隨它兩端電壓的變化關(guān)系如圖乙所示。分析圖像可知,當(dāng)小燈泡兩端的電壓增大時,燈絲的電阻會______(選填“增大”、“不變”或“減小”);小燈泡的額定功率為______W;
(4)若將小燈泡換成定值電阻,該電路還可以進行的實驗有:______;______;
(5)在測量小燈泡電功率拓展實驗過程中,電流表壞了,物理興趣小組找來一只阻值合適的定值電阻R0,設(shè)計了如圖丙電路圖,操作步驟如下:
①斷開S1,閉合S2,移動滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓U額;
②______,斷開S2,閉合S1,記下此時電壓表示數(shù)為U;
則小燈泡額定功率表達式P額=______(用U額、U和R0表示)。
【答案】 斷開 左 C 增大 0.5 探究電流與電壓的關(guān)系實驗 伏安法測電阻的實驗 保持滑動變阻器位置不變
【詳解】(1)[1][2]為了保護電路,連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片應(yīng)移至阻值最大處,即最左端。
(2)[3]閉合開關(guān)S后,電流表和電壓表均有示數(shù),說明電路是通路,電壓表有示數(shù),說明小燈泡沒有發(fā)生短路,則小燈泡不發(fā)光可能是實際功率過低,接下來應(yīng)移動滑動變阻器的滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光。
故選C。
(3)[4]由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓分別為1.5V、2.5V、4V時,通過其的電流分別為0.15A、0.2A、0.25A,根據(jù)歐姆定律可得,對應(yīng)的電阻分別為10Ω,12.5Ω,16Ω,因此當(dāng)小燈泡兩端的電壓增大時,燈絲的電阻會增大。
[5]由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時,通過其的電流為0.2A,小燈泡的額定功率為
(4)[6][7]若將小燈泡換成定值電阻,可控制電阻大小不變,通過移動滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓和通過其的電流,從而多次測量,因此還可以進行的實驗有:探究電流與電壓的關(guān)系和伏安法測電阻的實驗。
(5)[8][9]利用電壓表和定值電阻測小燈泡電功率,先測出小燈泡和定值電阻的電壓,再保持電阻器位置不變,測出小燈泡額定電壓,則定值電阻兩端電壓為,通過定值電阻的電流為
小燈泡額定功率
12.如圖甲所示,是某實驗小組“探究電流與電阻的關(guān)系”的實物圖。選用的實驗器材是:電源(電壓恒為)、電流表、電壓表,電阻R有4個阻值(、、、)供選用,滑動變阻器(;)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實物圖連接完整_______;
(2)連接電路時,開關(guān)應(yīng)保持______;開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到______(選填“A”或“B”)端;
(3)檢查電路連接無誤后閉合開關(guān)后,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P,電流表幾乎無示數(shù),電壓表有示數(shù)且不變,原因可能是______;
A.R短路 B.R斷路 C.滑動變阻器斷路
(4)排除故障后繼續(xù)實驗,實驗過程中,當(dāng)把電阻換成電阻后,為保持__________(選填“電流表”或“電壓表”)示數(shù)不變,滑片P應(yīng)向______(選填“A”或“B”)端移動;
(5)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的圖像,此實驗定值電阻兩端的電壓是______V,得出電流與電阻的關(guān)系結(jié)論是______;
(6)要完成這四次探究實驗,要求定值電阻兩端電壓最低是______V;
(7)該小組用電流表和一個定值電阻,測量未知電阻的阻值。他們設(shè)計了如圖丙所示的電路圖,并進行如下實驗操作:
①閉合S、斷開,此時電流表的示數(shù)為;
②閉合S和,此時電流表的示數(shù)為;
③則______(用、、表示)。
【答案】 斷開 A B 電壓表 A 2 見解析 1.8
【詳解】(1)[1]要探究電流與電阻的關(guān)系,應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻兩端,電源電壓為3V,則電壓表選用小量程,作圖如下:
(2)[2][3]為了保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開,開關(guān)閉合前,滑片應(yīng)置于滑動變阻器阻值最大位置,即圖甲中的變阻器的A端。
(3)[4]實驗所用電路是串聯(lián)連接,電路連接無誤,移動滑片P,電流表幾乎無示數(shù),說明電路可能出現(xiàn)斷路,電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)以外部分無斷路,所以是可能的原因是電阻斷路。故AC不符合題意,B符合題意。
故選B。
(4)[5]要探究電流與電阻的關(guān)系,應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,即保持電壓表的示數(shù)不變。
[6]將10Ω電阻換成20Ω,若變阻器接入電路的阻值不變,據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知,電阻兩端的電壓變大,為了保持電阻兩端的電壓不變,變阻器接入電路的阻值需要變大,分得的電壓變大,所以應(yīng)向A端移動滑片。
(5)[7][8]由圖乙知,每組對應(yīng)的電流與電阻的乘積是一個定值,為2V,所以在電壓一定時,通過電阻的電流與電阻成反比。
(6)[9]當(dāng)電阻兩端的電壓最小,阻值為30Ω,變阻器接入最大阻值,且能分走最大電壓時,滿足
解得,電阻兩端的最小電壓U小=1.8V。
(7)[10]開關(guān)S閉合,S1斷開時,電路中只有R0工作,電源電壓U=I1R0;兩個開關(guān)都閉合時,兩個電阻并聯(lián)連接,電流表測干路電流,此時通過R的電流
I=I2-I1
則R的阻值
13.在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中,有以下器材:電源(電壓恒為4.5V)、電壓表、電流表、滑動變阻器(銘牌上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣)和開關(guān)各一個,“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值電阻各一個、導(dǎo)線若干。如圖所示,是小林連接好的電路。
(1)實驗中,小林把5Ω的定值電阻接入電路中,此時電流表的示數(shù)為0.4A;接著實驗,他斷開開關(guān),把5Ω的定值電阻換成10Ω,仍然使電壓表保持之前的電壓值不變,則電流表的示數(shù)為_______A;
(2)在實驗過程中,當(dāng)他把1Ω的定值電阻換成20Ω后,發(fā)現(xiàn)把滑片P滑到最左端,電壓表的示數(shù)也不能減小到想要的數(shù)值,這樣就不能完成實驗了。根據(jù)所學(xué)的物理知識,他想到了兩個解決的辦法,請你幫他完成:
方法一:把現(xiàn)有的滑動變阻器換成一個最大阻值至少為________Ω的滑動變阻器;
方法二:其他器材不變,在電路中再串聯(lián)一個定值電阻R0,重新做實驗,仍然使電壓表保持原來的電壓值不變,依次換用5Ω到20Ω這四個電阻,就能順利完成實驗了,但是R0的阻值大小是有要求的,R0的最大阻值為_______Ω;
(3)通過數(shù)據(jù)分析他得出的實驗結(jié)論是:當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成_______。
【答案】 0.2 25 6.25 反比
【詳解】(1)[1]根據(jù)UV=IR可得出定值電阻兩端電壓
再根據(jù)得出電流大小
(2)[2]方法一:
由題知當(dāng)定值電阻為20Ω時,定值電阻兩端電壓UR =2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知變阻器兩端的電壓應(yīng)為
U滑=U—UR =4.5V—2V=2.5V
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用知
則滑動變阻器的最大阻值R滑=25Ω。
[3]方法二:
由題知當(dāng)電阻為5Ω時,定值電阻兩端電壓UR =2V,電路中的最大電流為0.4A,此時變阻器接入電路電阻為0,則串聯(lián)一個定值電阻R0起到分壓的作用,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知串聯(lián)的電阻R0兩端的電壓應(yīng)為
當(dāng)時,串聯(lián)電阻R0的大小為
(3)[4]通過實驗的數(shù)據(jù)分析可得出的實驗結(jié)論是:當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
14.某市舉辦的中學(xué)生物理實驗大賽中,其中一小組抽到的實驗內(nèi)容是測量小燈泡的電功率,給他們的實驗器材有:額定電壓為2.5V的小燈泡、電源、電流表、電壓表、開關(guān)、“10Ω 1A”的滑動變阻器和導(dǎo)線若干。
(1)請根據(jù)圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中實物電路連接完整(要求:向右移動滑動變阻器的滑片P時,電路中的小燈泡變暗,且導(dǎo)線不能交叉)________;
(2)連接電路時,開關(guān)必須________,將滑動變阻器的滑片移到最大阻值端;
(3)連接完電路后,小組中某同學(xué)閉合開關(guān)時,移動滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎沒有示數(shù),電壓表的示數(shù)接近電源電壓,小燈泡不亮,則電路中存在的故障可能是________;
(4)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖丙所示為________A,則小燈泡的額定功率為_______W;
(5)想要繼續(xù)探究“電流與電阻”的關(guān)系,只需將小燈泡換成阻值不同的定值電阻。實驗時控制定值電阻兩端的電壓保持2V不變,則更換的定值電阻的阻值不能大于________Ω。
(6)小華同學(xué)所在的實驗小組電壓表損壞,老師另給該小組兩個開關(guān)和一個阻值為10Ω的定值電阻R。仍然測出了小燈泡的額定功率,他們所設(shè)計的實驗電路如圖丁所示,請根據(jù)電路圖和操作步驟完成下列問題:
①連接好電路后,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)I1=0.25A時,小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P的位置不動,斷開S1,閉合S2,讀出電流表的示數(shù)為I2;
③則小燈泡的額定功率P額=_______(用U額、I1、I2表示)。
【答案】 斷開 燈泡斷路 0.3 0.75 20
【詳解】(1)[1]燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表選擇小量程與燈泡并聯(lián)接入電路,向右移動滑動變阻器的滑片P時,電路中的小燈泡變暗,即電流變小,電阻變大,故變阻器左下接線柱連入電路中,如下所示
(2)[2]連接電路時,為了保護電路,開關(guān)必須斷開,將滑動變阻器的滑片移到最大阻值端。
(3)[3]發(fā)現(xiàn)電流表幾乎沒有示數(shù),小燈泡不亮,電路可能斷路,電壓表的示數(shù)接近電源電壓,電壓表與電源連通,則電路中存在的故障可能是小燈泡斷路。
(4)[4]電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.3A。
[5]則小燈泡的額定功率為
(5)[6]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知滑動變阻器接入電路最大阻值時所串聯(lián)的定值電阻的阻值達到最大,實驗時控制定值電阻兩端的電壓保持2V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知滑動變阻器兩端的電壓
滑動變阻器接入電路最大阻值時通過電路的電流
則此時更換的定值電阻的阻值
所以更換的定值電阻的阻值不能大于20Ω。
(6)[7]閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,電流表測通過定值電阻的電流I1,保持滑動變阻器滑片P的位置不動,斷開S1,閉合S2,電流表測并聯(lián)電路,干路電流,即定值電阻和小燈泡的總電流I2,由于定值電阻兩端電壓不變,故通過定值電阻的電流仍為I1,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知燈的額定電流
實驗小燈泡的額定功率
15.小南同學(xué)利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系,器材有新干電池兩節(jié),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一只,“20Ω,1A”的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)各一個、導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)實驗要求,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整(要求:向右移動滑動變阻器滑片時、電路中的電流變小,且導(dǎo)線不能交叉)______;
(2)連接電路時,開關(guān)應(yīng)______,滑動變阻器滑片應(yīng)當(dāng)位于阻值______處;
(3)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表都有示數(shù)且示數(shù)較大,移動滑片兩電表示數(shù)無變化,則可能的原因是______;
(4)排除故障后,小南分別將五個定值電阻依次接入電路,完成實驗后根據(jù)測得的五組實驗數(shù)據(jù)繪制出電流I隨定值電阻R的變化關(guān)系如圖乙所示,則實驗中R兩端控制不變的電壓為______V,某次實驗過程中,小南用10Ω進行實驗時,電流表示數(shù)如圖丙所示,接下來應(yīng)將滑片向______端移動以完成實驗;
(5)分析圖像可得到的結(jié)論是:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成______;
(6)完成以上實驗后,小南將定值電阻兩端電壓設(shè)定為1.5V再次探究電流與電阻的關(guān)系,小開認(rèn)為用25Ω電阻實驗時,電壓不能調(diào)到1.5V。小南卻發(fā)現(xiàn)用25Ω電阻實驗時,移動滑片,能夠?qū)㈦妷赫{(diào)為1.5V。小南和小開咨詢老師后知道,原來實驗用的開關(guān)、導(dǎo)線和電源都是有電阻的,可以把開關(guān)、導(dǎo)線和電源的電阻等效為一個電阻R,若用25Ω電阻實驗時,小南將電壓表的示數(shù)調(diào)為1.5V時滑動變阻器接入電路的電阻是18Ω,那么R=______Ω。
【答案】 斷開 最大 將變阻器上面兩個接線柱連入了電路中 2.5 左 反比 7
【詳解】(1)[1]電壓表與定值電阻并聯(lián),向右移動滑動變阻器滑片時,電路中的電流變小,說明滑動變阻器接入電路的電阻變大,故滑動變阻器左下接線柱連入電路中,如下圖:
(2)[2][3]為保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;閉合開關(guān)前,圖中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于最大阻值處的B端。
(3)[4]連接電路后,閉合開關(guān),電流表、電壓表都有示數(shù),說明電路為通路,但兩表的示數(shù)較大,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,兩電表示數(shù)均無變化,則變阻器沒有了變阻的作用,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是將變阻器上面兩個接線柱連入了電路中。
(4)[5]根據(jù)題意知道,電源電壓
U=2×1.5V=3V
由乙圖圖像知道,電阻兩端的電壓
UV=IR=0.1A×25Ω=0.5A×5Ω=2.5V
所以,實驗中R兩端控制不變的電壓是2.5V。
[6]由圖丙知道,電流表使用的是0-0.6A量程,分度值是0.02A,示數(shù)是0.2A,由歐姆定律知道,此時電阻兩端的電壓
此時為了控制R兩端的電壓為2.5V,由串聯(lián)分壓的原理知道,即減小滑動變阻器接入電路的電阻,使R兩端的電壓增大到2.5V,所以,接下來應(yīng)將滑片向左端移動以完成實驗。
(5)[7]由圖像乙知道,導(dǎo)體的電阻增大,通過導(dǎo)體的電流減小,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積保持不變,故可得出結(jié)論:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與其電阻成反比。
(6)[8]當(dāng)小南將電壓表的示數(shù)調(diào)為1.5V時,由歐姆定律知道,電路的電流
滑動變阻器與等效電阻兩端的電壓是
由串聯(lián)分壓原理知道,滑動變阻器與等效電阻的總電阻與定值電阻大小相等,為25Ω,故等效電阻為
16.3D打印機使一種可快速成型的機器,它的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體,小明家用3D打印機所使用的絲材原料是PLA塑料,其比熱容。
(1)3D打印機噴頭主要是利用了電流的______效應(yīng)。100g的PLA塑料從30℃加熱到80℃,吸收的熱量為________;
(2)在沒有其它用電器工作的情況下,該3D打印機工作40min,圖乙中的家用電能表指示燈閃爍了500次,則該打印機的實際功率為多少________?
(3)3D打印機利用溫度傳感器可實現(xiàn)對打印機噴頭溫度的精確測量。
①圖丙中,U1=9V,電磁鐵的線圈電阻為40Ω,當(dāng)電磁繼電器線圈的電流達到100mA時,銜鐵被吸下來。溫度傳感器R1的阻值隨溫度的變化情況如下表所示。當(dāng)設(shè)置噴頭的最高溫度是180℃時,滑動變阻器R2的阻值應(yīng)該為_______Ω;
②由于滑動變阻器無法直接讀出電阻大小,現(xiàn)用一只電阻箱對上述電路進行調(diào)試,使噴頭最高溫度為180℃。為此,還需要經(jīng)過三個關(guān)鍵的調(diào)試步驟才嗯那個完成。在圖丙中:
第一步:斷開開關(guān),將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處,用電阻箱替換熱敏電阻R1,并將電阻箱的阻值調(diào)為_______Ω;
第二步:閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到_______;
第三步:斷開開關(guān),保持滑動變阻器滑片不動,用熱敏電阻R1替換電阻箱,完成電路調(diào)試。
【答案】 熱 8000J 250W 20 30 電流表示數(shù)為100mA
【詳解】(1)[1]根據(jù)3D打印機的工作原理可知,3D打印機噴頭主要是利用了電流的熱效應(yīng)。
[2]根據(jù)可得,100g的PLA塑料從30℃加熱到80℃,吸收的熱量為
(2)[3]圖乙中的家用電能表指示燈閃爍了500次,打印機消耗的電能為
打印機的實際功率為
(3)①[4]當(dāng)設(shè)置噴頭的最高溫度是180℃時,此時電路中的總電阻為
此時熱敏電阻,所以滑動變阻器的電阻為
②[5]第一步:斷開開關(guān),將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處,用電阻箱替換熱敏電阻R1,并將電阻箱的阻值調(diào)到30Ω。
[6]第二步:閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電流表的示數(shù)為100mA。
17.物理實驗興趣小組組織實驗探究活動,通過使用電源(電壓恒為3V),電流表、電壓表,開關(guān),規(guī)格不同的定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑動變阻器(規(guī)格分別為“10Ω 1A”的R1和“15Ω 1A”的R2),以及導(dǎo)線來探究電流與電阻關(guān)系的實驗,實驗前同學(xué)們設(shè)計了如圖甲所示電路圖。
(1)按照電路圖連接實物圖時,開關(guān)應(yīng)______;
(2)為確保實驗順利進行,電壓表應(yīng)選用的量程是______(選填“0~3V”或“0~15V”);連接好電路后,他檢查電路時發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表位置接反了,若此時閉合開關(guān),電流表______(選填“會”或“不會”)被燒壞;
(3)正確連好電路后,閉合開關(guān)前要將滑動變阻器的滑片P移到阻值_______處。閉合開關(guān),此時電路中電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,移動滑動變阻器的滑片P,電流表、電壓表示數(shù)均無變化,則故障可能是( )
A.定值電阻R短路
B.定值電阻R斷路
(4)排除故障后,多次改變R的阻值,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)保持不變,記下電流表的示數(shù),畫出如圖乙所示的電流隨電阻R變化的圖象,由圖象可以得出結(jié)論:_______;
(5)上述實驗所選用的滑動變阻器是______(選填“R1”或“R2”)。
【答案】 斷開 0~3V 不會 最大 B 電壓一定時,電流與電阻成反比 R2
【詳解】(1)[1]連接電路時,為確保安全使用,開關(guān)應(yīng)斷開。
(2)[2]電源電壓恒為3V,電路中定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)連接,串聯(lián)電路總電壓等于各分壓之和,故定值電阻兩端電壓一定小于等于3V,電壓表量程選擇0~3V即可滿足測量要求。
[3]電壓表、電流表位置接反了,則電壓表與定值電阻串聯(lián),電流表與定值電阻并聯(lián),此時由于電壓表內(nèi)阻較大,所以電路中的電流較小,電流表指針幾乎無偏轉(zhuǎn),電流表不會被燒壞。
(3)[4]閉合開關(guān)前,將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,保證電路安全。
[5] A.若定值電阻R短路,則相當(dāng)電壓表與導(dǎo)線并聯(lián),電壓表幾乎無示數(shù),電路中總電阻減小,電路電流增大,電流表與滑動變阻器串聯(lián),電流表示數(shù)增大,故A不符合題意;
B.若定值電阻R斷路,電壓表、電流表和滑動變阻器串聯(lián),由于電壓表內(nèi)阻很大,電路中的電流很小,此時電流表幾乎無示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,故B符合題意。
故選B。
(4)[5]結(jié)合圖乙中實驗數(shù)據(jù)關(guān)系可知,當(dāng)電壓不變時,電流與電阻成反比。
(5)[6]由圖乙所示數(shù)據(jù)關(guān)系可知,本實驗保持電路中定值電阻兩端電壓不變,為2V。更換不同阻值的定值電阻進行實驗時,需要調(diào)節(jié)滑動變阻器,改變電路中的電流,要求定值電阻兩端電壓保持不變,為2V,則定值電阻兩端的電壓U和滑動變阻器兩端的電壓U滑滿足的比例關(guān)系為
U:U滑=2:1
串聯(lián)電路電流處處相等,則定值電阻R和滑動變阻器接入電路的電阻Rp的比例關(guān)系為
R:Rp=2:1
定值電阻最大阻值為25Ω,則必須保證滑動變阻器阻值Rp大于等于12.5Ω,故選滑動變阻器R2。
18.小明利用如圖 a 所示的電路測量定值電阻R的阻值。
(1)連接好電路后,閉合開關(guān)S 前,小明應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最______(選填“左”或“右”)端;
(2)實驗中通過移動滑動變阻器的滑片,讀取了多組電壓表和電流表的讀數(shù),如下表所示。第4次實驗中電流表的示數(shù)如圖 b所示,為______A;
(3)結(jié)合表中數(shù)據(jù)可得,R 的阻值的測量結(jié)果為______Ω;(保留1位小數(shù))
(4)小明又找來一個定值電阻 R0(值未知),連接了如圖c所示的電路,并用該電路測量R的阻值,測量步驟如下:
①閉合開關(guān)S、S1,移動滑動變阻器的滑片到合適位置,讀出電壓表的示數(shù) U1和電流表的示數(shù)I1;
②斷開開關(guān)S1,移動滑動變阻器的滑片到合適位置,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2;
③計算R的阻值:R=_______。(用測得物理量的符號表示)
【答案】 右 1.0 13.7
【詳解】(1)[1]連接好電路后,閉合開關(guān)S前,為保護電路,滑動變阻器應(yīng)滑到最大值,故小明應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最右端。
(2)[2]由b圖可知,電流表接大量程,分度值為0.1A,讀數(shù)為1A。
(3)[3]結(jié)合表中數(shù)據(jù)計算出對應(yīng)的電阻值
把以上四組數(shù)據(jù)相加取平均值,即為R 的阻值的測量結(jié)果
(4)[4]①閉合開關(guān)S、S1,R被短路,R0與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,移動滑動變阻器的滑片到合適位置,讀出電壓表的示數(shù) U1和電流表的示數(shù)I1;由此可得電阻R0的阻值
②斷開開關(guān)S1,三個電阻串聯(lián),電壓表測R0、R兩端的電壓,移動滑動變阻器的滑片到合適位置,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2;R與R0的電阻之和為
③R的阻值
19.小明在做“測定小燈泡電阻”的實驗時,小燈泡的額定電壓U額=2.5V。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實物電路連接完整________;
(2)電路連接好后,閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出微弱的光;且電流表和電壓表均有示數(shù),移動滑片小燈泡亮度不變,原因可能是______;
(3)排除問題后小明繼續(xù)進行實驗,記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示,其中第1次實驗小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表示數(shù)為______A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是______(保留1位小數(shù));第2次實驗時,小明需要將滑片繼續(xù)向______(選填“左”或“右”)移動,才能使電壓表的示數(shù)如圖丙所示;
(4)三次實驗中,小明發(fā)現(xiàn)燈的亮度越來越暗,接著通過計算三組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻不是定值,請你分析此現(xiàn)象的原因是______;
(5)完成上述實驗后小明進一步思考,提出問題:在沒有電流表的情況下能否測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻呢?他利用一個定值電阻R0設(shè)計的電路如圖丁所示。
調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為______;
接著保持滑片位置不變,將電壓表______(選填“A”或“B”)點的接線改接到C點,記錄電壓表示數(shù)為U;
小燈泡正常發(fā)光時的電阻為R=______(用已知量和測量量表示)。
【答案】 滑動變阻器連入下面兩個接線柱 0.48
5.2Ω 左 燈絲電阻隨溫度的降低而減小 2.5V B
【詳解】(1)[1]在測定小燈泡電阻的實驗中,燈泡、滑動變阻器和電流表串聯(lián);小燈泡的額定電壓是2.5V,故電壓表選用小量程并聯(lián)在燈泡兩端,如下圖所示:
(2)[2]閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光很微弱,電流表和電壓表均有示數(shù),說明此時電路是通路,且電路中的電阻很大,移動滑動變阻器的滑片,小燈泡亮度不變,說明滑動變阻器沒有變阻的作用,故原因可能是滑動變阻器連入下面兩個接線柱。
(3)[3][4]由圖甲可知,電流表選用小量程,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表分度值0.02A,其示數(shù)為0.48A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
[5]由圖甲可知,電壓表選用小量程,電壓表分度值0.1V,其示數(shù)為1.5V,小于燈泡額定電壓2.5V,說明燈泡兩端電壓減小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動變阻器兩端電壓增大,滑動變阻器接入電路的阻值變大,故第2次實驗時,小明需要將滑片繼續(xù)向左移動,才能使電壓表的示數(shù)如圖丙所示。
(4)[6]由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)燈泡兩端電壓減小,通過燈泡的電流也減小,根據(jù)P=UI可知,燈泡功率變小,溫度降低,燈絲電阻隨溫度的降低而減小,故小燈泡的電阻不是定值。
(5)[7][8][9]調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為2.5V,此時燈泡正常發(fā)光;接著保持滑片位置不變,將電壓表B點的接線改接到C點,觀察并記錄電壓表示數(shù)為U,因為各個電阻的大小和電壓大小都不變,燈泡仍然正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,定值電阻兩端的電壓為
由歐姆定律,通過定值電阻的電流
根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律,通過定值電阻的電流即為小燈泡的額定電流,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
20.某研究小組查閱資料可知:用兩種不同金屬兩端連接組成的閉合回路中,如果使兩個觸點的溫度不同,則在回路中將出現(xiàn)電流。研究小組依據(jù)上述知識,制作了一個“蠟燭電廠”。如圖甲,蠟燭電廠分為蠟燭、裝置和用電器三個部分,其中裝置部分有鐵絲A(中間接入了燈泡和電流表)、銅絲B、水冷裝置C,鐵絲、銅絲的兩端緊密相連。點燃蠟燭,小量程電流表指針偏轉(zhuǎn)。他們對蠟燭電廠的發(fā)電效率進行了研究。蠟燭、裝置、用電器三部分的效率分別為η1、η2、η3,并且重點研究了輸出功率與兩端的溫度差、接入電路的用電器的電阻這兩個因素的關(guān)系,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖乙所示圖像。
(1)此蠟燭電廠的電能是由蠟燭燃燒后的________能轉(zhuǎn)化而來的;
(2)若其它條件不變,將圖中的鐵絲換成銅絲,電路中將________(選填“有”或“無”)電流產(chǎn)生;
(3)根據(jù)三部分的效率,可知此蠟燭電廠的發(fā)電總效率η=________;
(4)根據(jù)圖像可以看出:溫差一定時,輸出功率隨電阻的增大________;溫差因素對而輸出功率的影響規(guī)律是________;
(5)根據(jù)上述探究,選擇合適的兩種金屬和電流表組成電路,可以把溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號,利用這種性質(zhì)可以制成________;(寫出它的一種應(yīng)用)
【答案】 內(nèi) 無 η1η2η3 先增大后減小 電阻一定時,溫差越大,輸出功率越大 溫度計
【詳解】(1)[1]電廠能量轉(zhuǎn)化方向:蠟燭燃燒把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電廠裝置把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)[2]由題意知,電路中產(chǎn)生回路的條件有兩個:相互連接的金屬絲的材料不同;相互連接的兩個節(jié)點間的溫度不同,且電流的大小與材料的種類和溫度差的大小有關(guān)。其它條件不變,只將鐵絲換成銅絲,這樣相互連接的材料相同,電路中電流為0。
(3)[3]發(fā)電總效率是指用電器最終轉(zhuǎn)化得到的能量與輸入能量的比,故總效率大小等于蠟燭、裝置、用電器三部分的效率之積為
η=η1η2η3
(4)[4]根據(jù)圖像可知,溫差一定時,輸出功率隨電阻的增大而先增大后減小。
[5]溫差因素對輸出功率的影響規(guī)律是:電阻一定時,溫差越大,輸出功率越大。
(5)[6]選擇合適的兩種金屬和電流表組成電路,可通過電流的大小來監(jiān)測環(huán)境溫度變化,所以,利用這種性質(zhì)可以把熱電偶做成溫度計。
21.某同學(xué)做“測量小燈泡電功率”實驗。實驗室有如下器材: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_________(選填“短路”或“斷路”);
(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,則小燈泡的實際功率為_________W;若將該燈泡再并聯(lián)一個完全相同的燈泡后再與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,則該小燈泡的亮度會_________(選填“變亮”或“變暗”)。
【答案】 短路 0.625 0.3 變暗
【詳解】(1)[1]若電流表有示數(shù),則電路中沒有出現(xiàn)斷路,電壓表示數(shù)為零,則說明小燈泡可能相當(dāng)于導(dǎo)線,不分配電壓,所以故障可能是小燈泡發(fā)生短路。
(2)[2]由圖像可知,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,即小燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時,電流為0.25A,故小燈泡的額定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(3)[3]若將小燈泡與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,由圖像可知,當(dāng)電路中的電流為0.2A時,小燈泡兩端電壓為1.5V,此時定值電阻兩端電壓也為1.5V,根據(jù)歐姆定律可知通過定值電阻的電流
可知此時通過小燈泡和定值電阻的電流相等,符合串聯(lián)電路電流的特點,此時小燈泡的實際功率
P實=U實I實=1.5V×0.2A=0.3W
[4]若在一個電阻上并聯(lián)一個電阻,相當(dāng)于增加了電阻的橫截面積,總電阻會變小,因此若將該燈泡再并聯(lián)一個完全相同的燈泡,則并聯(lián)的兩個小燈泡的總電阻比每一個小燈泡電阻都要小,兩個小燈泡作為一個整體再與7.5Ω的定值電阻串聯(lián)到電壓恒為3V的理想電源上,則根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,小燈泡兩端分配的電壓變小,根據(jù)公式可知,通過小燈泡的電流變小,因此由公式P=UI可知,小燈泡的實際功率變小,亮度變暗。
22.如圖所示,是小明做“測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”實驗的電路圖,已知電源電壓為6V,小燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V,有三種規(guī)格的滑動變阻器,分別是甲“40Ω 1A”、乙“50Ω 0.2A、丙“60Ω 0.4A”。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的實物連接完整(要求滑片向左移燈泡變亮)___________;
(2)正確連接電路后,且操作正確,閉合開關(guān)S后,小燈泡不發(fā)光,那么接下來恰當(dāng)?shù)膶嶒灢僮鲬?yīng)該是___________(選填序號);
A.移動滑動變阻器的滑片,觀察小燈泡的發(fā)光情況
B.檢查電路是否短路,替換同一規(guī)格的小燈泡
C.檢查電路是否斷路,替換同一規(guī)格的小燈泡
(3)小明在某次調(diào)節(jié)中,滑動變阻器接入電路的阻值減小了R1,小燈泡電阻變化了R2,則R1___________R2(選填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)實驗結(jié)束后,得到了表一所示的數(shù)據(jù),小明將這6組數(shù)據(jù)算得的電阻值取平均值作為小燈泡正常發(fā)光的電阻,這種數(shù)據(jù)處理方式是___________(選填“合理”或“不合理”)的;最終可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為___________Ω(除不盡的保留一位小數(shù));
表一
(5)由表一中的數(shù)據(jù)可知選擇的滑動變阻器為___________(選填“甲”、“乙”或“丙”);
(6)實驗結(jié)束后,小明進一步測量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖甲所示,如果將該小燈泡單獨與一個最大阻值為10Ω的滑動變阻器R0串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端,如圖乙所示。在調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中,燈泡L消耗電功率的最小值是___________W。
【答案】 A 大于 不合理 8.3 丙 0.2
【詳解】(1)[1]連接電路時,要求滑片向左移燈泡變亮,即滑片向左移滑動變阻器的阻值變小,故滑動變阻器的下方接線柱接左側(cè),如下圖所示:
(2)[2]實驗中,正確連接電路,且操作正確隱含的一個條件是:變阻器連入電路中的阻最大,閉合開關(guān)S后,由于電路中電流較小,小燈泡的實際功率遠(yuǎn)小于額定功率,所以,不發(fā)光;所以接下來合適的實驗操作應(yīng)該是:移動滑動變阻器的滑片,觀察小燈泡的發(fā)光情況,故A符合題意,BC不符合題意。
故選A。
(3)[3]滑動變阻器接入電路的阻值減小,電路中的電流變大,燈泡的亮度變大,燈的功率變大,燈絲的溫度升高,燈絲的電阻變大;由于總電壓不變,電路中的電流變大,可知電路中的總電阻變小,所以變阻器減小的阻值大于燈泡增大的阻值,即R1>R2。
(4)[4]燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,不是一個定值,故取平均值沒有意義,是不合理的。
[5]由表知,燈泡的額定電壓為2.5V,額定電流為0.3A,小燈泡正常發(fā)光時的電阻
(5)[6]電源電壓為6V,第1次實驗時燈泡兩端的電壓為0.5V,則滑動變阻器兩端的電壓
U'=6V-0.5V=5.5V
則此時變阻器連入電路中的電阻
所以甲不符合題意,而乙允許通過的最大電流只有0.2A,所以乙不符合題意,故只有丙符合題意。
(6)[7]小明將該小燈泡單獨與一個最大阻值為10Ω的滑動變阻器串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端,當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時,電路電流最小,燈泡的功率最小;由表知,當(dāng)電流I=0.2A時,燈的電壓U燈=1.0V,根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點,通過滑動變阻器的電流大小等于0.2A,此時滑動變阻器的電壓U滑=2V;又根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點,燈和定值電阻的總電壓
U=U燈+U定=1V+2V=3V
剛好為電源電壓;所以燈泡L消耗的最小電功率
23.小瑜在“測定小燈泡電功率”的實驗中,準(zhǔn)備了如下器材:3節(jié)新干電池串聯(lián)、額定電壓為2.5V的待測小燈泡,電流表、電壓表,開關(guān)和導(dǎo)線若干,另兩個滑動變阻器R1(20Ω、0.5A)和R2(50Ω、0.5A)。
(1)測量小燈泡電功率的實驗原理是______;
(2)小瑜連接的實物圖如圖甲所示,其中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在接錯的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的連接______;
(3)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器滑片移動到______端(選填“A”或“B”);閉合開關(guān)后,小瑜發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表有示數(shù),接下來的操作應(yīng)該是______;
A.檢查燈泡是否短路
B.檢查電路是否有斷路
C.更換電表量程
D.移動滑動變阻器滑片
(4)經(jīng)正確操作實驗測量數(shù)據(jù)如表所示。分析實驗數(shù)據(jù)可知:
①第5次實驗時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為______W;
②分析表格中數(shù)據(jù)可知,該實驗選用的滑動變阻器是______(選填“R1”或“R2”);
(5)小燈泡在斷電很長一段時間后,它的電阻可能是______;
A.0Ω
B.2.5Ω
C.5Ω
D.8.3Ω
(6)小瑜還想探究“在電壓一定的情況下,電流與電阻的關(guān)系”,將圖甲中的小燈泡換成四個阻值分別為25Ω,10Ω,8Ω和4Ω的定值電阻,其余連接均不改變,并控制電壓表示數(shù)為1V不變。實驗過程中發(fā)現(xiàn)目前已有器材無法完成,為了能夠順利完成這四次實驗,他需要更換一個元件,請幫他指出該元件及規(guī)格要求:______。
【答案】 P=UI B D 0.7 R2 B 見詳解
【詳解】(1)[1]測量小燈泡電功率是通過測量燈泡正常發(fā)光時的電流與電壓,根據(jù)電功率的公式計算間接測量的,所以此實驗原理是P=UI。
(2)[2]連接的實物圖時,電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián),電流表與燈泡串聯(lián),電流從電流表正接線柱流入,如圖所示
(3)[3]為防止電流過大而損壞電路元件,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處,即應(yīng)移動到B端。
[4]閉合開關(guān)后,小瑜發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表有示數(shù),電路可能沒有故障,燈泡不發(fā)光的原因可能是因為電流太小,實際功率過小而不能發(fā)光,所以接下來的操作應(yīng)該是移動滑動變阻器滑片,觀察燈泡是否能正常發(fā)光。故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
(4)[5]根據(jù)電路圖所示,電流表接入的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,如圖乙所示,此時的額定電流為0.24A,則小燈泡的額定功率為
[6]電源為三節(jié)新電池,則電源電壓為
分析表格中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為時,電流為,則此時滑動變阻器兩端電壓為
滑動變阻器的電阻至少為
該實驗選用的滑動變阻器是R2。
(5)[7] 當(dāng)燈泡兩端電壓為時,電流為,則此時的電阻為
小燈泡在斷電很長一段時間后,溫度會更低,電阻更小,應(yīng)小于,由于不是超導(dǎo)體,電阻不會為0,它的電阻可能在之間,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
(6)[8]控制電壓表示數(shù)為1V不變,則當(dāng)定值電阻為時,根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的規(guī)律,可得
滑動變阻器的電阻至少為
當(dāng)接入定值電阻為4Ω時,電路中的電流為
為了能夠順利完成這四次實驗,他需要更換一個最大阻值至少為87.5Ω,允許通過電流為0.25A的滑動變阻器。
24.某實驗小組用圖甲電路測量小燈泡電功率,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整;______
(2)請路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),接下來應(yīng)進行的操作是 ______(填序號);
A.更換小燈泡
B.檢查電路是否斷路
C.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(3)問題解決后,移動變阻器的滑片到某一位置時,電壓表的示數(shù)為1V,此時應(yīng)將變阻器的滑片向 ______(選填“左”或“右”)滑動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止;
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成了圖像如圖乙所示,根據(jù)圖像提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是 ______W;
(5)另一實驗小組電壓表被損壞,老師另給該小組兩個開關(guān)和一個阻值為10Ω的定值電阻R0,也測出了一個額定電壓U額為2.5V的小燈泡的額定功率,他們所設(shè)計的實驗電路如圖丙所示,請根據(jù)電路圖和操作步驟完成下列問題:
①連接好電路后,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)I1=______A時,小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P的位置不動,斷開S1,閉合S2,讀出電流表的示數(shù)為I2;
③則小燈泡的額定功率P額=______(用U額、I1、I2表示)。
【答案】 C 左 0.5 0.25
【詳解】(1)[1]由題知,小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表應(yīng)選擇小量程與燈泡并聯(lián),實物連接如圖
;
(2)[2]電流表有示數(shù),說明閉合開關(guān)后電路是通路;燈泡不亮,可能是由于滑動變阻器接入電路的阻值太大,電路電流太小,燈泡實際功率太小,不足以使燈泡發(fā)光造成的,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光,故C符合題意,AB不符合題意。
故選C。
(3)[3]移動變阻器的滑片到某一位置時,電壓表的示數(shù)為1V,由圖知,應(yīng)向左移動滑片,減小變阻器連入電路的阻值,減小變阻器分得電壓,增大燈泡分得電壓,直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止。
(4)[4]當(dāng)燈泡電壓為額定電壓2.5V時,由圖像可知此時通過燈泡的電流,則燈泡額定功率
(5)①[5]連接好電路后,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,此時燈泡與R0并聯(lián),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為
此時小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P的位置不動,斷開S1,閉合S2,讀出電流表的示數(shù)為I2;
③[6]在②中,電流表測燈泡與R0并聯(lián)后的總電流,因電路的連接關(guān)系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,燈的額定電流
小燈泡的額定功率
25.小杰利用圖一和圖二的裝置“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”。圖一在兩個透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個裝水的U形管,通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少,裝置的密封性能良好。
(1)小杰猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),下列能支持她猜想的現(xiàn)象是 _____(選填字母);
A.正常工作時,“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮
B.接線板上接入的用電器越多,導(dǎo)線越容易發(fā)熱
C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯,而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱
(2)圖一裝置中如果R3發(fā)生了斷路,在通電時間相同的情況下,與R3未發(fā)生斷路之前相比較,左側(cè)U形管中液面的高度差將 _____(選填“變大”“變小”或“不變”);
(3)小杰利用圖二裝置探究電阻大小和產(chǎn)生熱量的關(guān)系(Ra>Rb),在a、b兩瓶內(nèi)加入質(zhì)量和初溫都相同的煤油。閉合開關(guān)一段時間后,他發(fā)現(xiàn)a燒瓶中溫度計的示數(shù)大,表明電流和通電時間相同時,電阻越大,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越 _____。根據(jù)上述規(guī)律,小杰得出電烤箱低溫?fù)踅尤腚娐冯娮杞z的阻值要比高溫?fù)蹼娮杞z的阻值小,此結(jié)論是 _____(填“正確”或“錯誤”)的;
(4)小杰把圖二裝置改成探究物質(zhì)吸熱能力的實驗裝置,需要進行一些改進:
①在a、b兩瓶內(nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的 _____(選填“相同”或“不同”)液體,電阻絲的阻值Ra_____Rb(填“=”“<“或“>”);
②一段時間后,小杰觀察到b瓶內(nèi)液體溫度高一些,可判斷a、b兩瓶內(nèi)液體吸收的熱量Qa_____ Qb(填“=”“<”或“>”),a的吸熱能力 _____(填“強”或“弱”)。
【答案】 C 變小 越多 錯誤 不同 = = 強
【詳解】(1)[1]猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),需要控制電流、通電時間相同,導(dǎo)體的電阻不同。
A.正常工作時,“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮,根據(jù)可知,此時兩個燈泡的電流是不同的,故A不符合題意;
B.接線板上接入的用電器越多,導(dǎo)線中的電流越大,沒有控制電流相同,故B不符合題意;
C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯,此時電熨斗與導(dǎo)線電流、通電時間相同,電阻不同,符合控制變量法,故C符合題意。
故選C。
(2)[2]在乙實驗中,電阻R3斷路后,根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電阻的規(guī)律,電路中的總電阻變大,在電源電壓一定時,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變小,即通過R1的電流變小,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同的時間內(nèi),電阻R1產(chǎn)生的熱量變小,由轉(zhuǎn)換法,左側(cè)U形管中液面的高度差的變小。
(3)[3]閉合開關(guān),通電一段時間后,小明發(fā)現(xiàn)a燒瓶中溫度計的示數(shù)大,根據(jù)轉(zhuǎn)換法,這表明:電流和通電時間相同時,導(dǎo)體的電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。
[4]電烤箱工作時電源電壓不變,低溫?fù)豕β市。煽芍?,此時電阻大,即接入電路電阻絲的阻值要比高溫?fù)蹼娮杞z的阻值大,則小明的結(jié)論是錯誤的。
(4)[5][6]圖二中,兩電阻串聯(lián),通過兩電阻的電流相等,通電時間也相等,根據(jù)比較吸熱能力的方法,在a、b兩瓶內(nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體,為控制相同時間吸熱相同,根據(jù)Q=I2Rt,電阻絲的阻值Ra=Rb。
[7][8]一段時間后,小杰觀察到b瓶內(nèi)液體溫度高一些,根據(jù)Q=I2Rt,因時間相同,故可知a、b兩瓶內(nèi)液體吸收的熱量Qa=Qb;根據(jù)比較吸熱能力的方法,a的吸熱能力強。
26.小夢在寒假總復(fù)習(xí)時認(rèn)識到,水吸收的熱量可以定量測量了,于是她想重新設(shè)計一個實驗證明,水升高的溫度與水吸收熱量的多少有關(guān)。如圖是小夢已經(jīng)設(shè)計好的電路,其中保溫杯中裝有質(zhì)量一定的水、阻值為5Ω的電阻絲R和數(shù)字溫度計的測溫探頭,小夢利用該電路及秒表完成實驗設(shè)計(不計熱損失,且實驗過程中水始終未沸騰)。請你補充完成下面實驗步驟,并畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。
(1)實驗步驟:
①斷開開關(guān),如圖所示連接電路,用溫度計測出水的初溫T0,將電阻R和T0記于表格;
②閉合開關(guān),讀出電流表的示數(shù)I,同時用秒表開始計時,通電時間t后,讀出此時溫度計的示數(shù)T,斷開開關(guān)。將電流I、時間t和溫度計示數(shù)T記錄于表格中;
③待水冷卻到T0時,再閉合開關(guān),讀出電流表的示數(shù)I,同時用秒表開始計時,________;
④根據(jù)__________計算水吸收的熱量Q吸,根據(jù)________計算水升高的溫度ΔT, 并將數(shù)據(jù)記錄于表格;
(2)實驗數(shù)據(jù)記錄表:______ 。
【答案】 改變通電的時間,進行多組試驗 ΔT=T-T0
【詳解】(1)[1]為了排除單次實驗結(jié)果的偶然性,得到普遍規(guī)律,需要改變通電的時間,進行多組試驗。
[2][3]計算水吸收的熱量Q吸,利用焦耳定律公式
根據(jù)溫度計示數(shù)變化計算水升高的溫度ΔT,即
ΔT=T-T0
(2)[4]根據(jù)實驗要求,控制通電時間不同、通過電阻絲的電流大小相同,用水升高的溫度大小表示電流通過電阻絲R產(chǎn)生熱量的多少,據(jù)此設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格如下所示
27.(1)如圖(A),甲、乙兩物體都在向南做勻速直線運動,那么乙物體相對于甲物體是向______運動的;在0~t0時間段內(nèi)乙物體的平均速度______(選填“大于”、“小于”或“等于”)丙物體的平均速度;
(2)小明想知道某塊透鏡的焦距,進行如圖(B)操作(鏡面正對著太陽光,在透鏡下面放上白紙,且透鏡與白紙保持平行),測出透鏡與白紙間距s與對應(yīng)的白紙被烤焦的時間t,繪出圖像,可判斷該透鏡的焦距為______cm;若用該透鏡來成像,當(dāng)物體離透鏡距離為18cm時,所成像的性質(zhì)與______(選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”)一樣;
(3)如圖(C)所示,是小剛家里部分電路的示意圖。當(dāng)閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)電燈L不亮,檢查空氣開關(guān)沒有跳閘。當(dāng)小剛用測電筆分別測試F、E兩點時測電筆的氖管都發(fā)光,但用測電筆分別測試A、B兩點時測電筆的氖管都不發(fā)光;用測電筆分別測試電燈L接口的兩根電線C點和D點;發(fā)現(xiàn)這兩處都能使測電筆的氖管發(fā)光;
①你判定此電路故障應(yīng)是______;
A.火線和零線短路
B.電燈L短路
C.電線AB段某處斷路
D.電線BC段某處斷路
②小剛排除電路故障后,電燈L正常工作時,用測電筆分別測試電燈L接口的兩根電線C點和D點時,能使測電筆發(fā)光的是______點。
【答案】 北 等于 12 投影儀 D D
【詳解】(1)[1]已知甲、乙兩物體都在向南做勻速直線運動,由圖A知甲的速度大于乙的速度,若以甲為參照物,則乙向北運動。
[2]由圖A知,在0~t0時間段內(nèi),乙物體和丙物體通過的路程相等,由公式可知,在這段時間內(nèi),兩物體的平均速度相等。
(2)[3]由圖B左圖可以判斷,凸透鏡和白紙間距是12cm時,白紙被烤焦的時間最短,說明該點的溫度最高,則該點是凸透鏡的焦點,所以該凸透鏡的焦距為12cm。
[4]當(dāng)物體離透鏡距離為18cm時,物距在一倍焦距和二倍焦距之間,凸透鏡成倒立、放大的實像,其應(yīng)用是投影儀。
(3)[5]AB.當(dāng)小剛用測電筆分別測試F、E兩點時測電筆的氖管都發(fā)光,說明EF段沒有斷路,說明火線沒有斷路,空氣開關(guān)沒有跳閘,不可能為火線和零線短路,電燈L短路,故AB錯誤,不符合題意;
C.用測電筆分別測試電燈L接口的兩根電線C點和D點;這兩處都能使測電筆的氖管發(fā)光,說明這兩處和火線相連,說明燈泡完好,并與火線接觸良好,CF段沒有斷路;
用測電筆分別測試A、B兩點時測電筆的氖管都不發(fā)光,是測量零線,氖管就是不會發(fā)光,不能判斷是否斷路,故C錯誤,不符合題意;
D.用測電筆分別測試B點時測電筆的氖管不發(fā)光,說明BC段斷路;故D正確,符合題意。
故選D。
[6]小剛排除電路故障后,電燈L正常工作時,電燈L接口處的D點和火線相連,能使測電筆發(fā)光,而C點和零線相連,氖管不發(fā)光。
28.某興趣小組在研究揚聲器結(jié)構(gòu)時,發(fā)現(xiàn)揚聲器中有一個環(huán)形磁體,他們不知道環(huán)形磁體的磁極分布情況,于是幾位同學(xué)提出了以下三種猜想:
猜想1:磁極呈橫向分布(例如圖甲,左側(cè)為N極,右側(cè)為S極);
猜想2:磁極呈軸向分布(例如圖乙,上面為N極,下面為S極):
猜想3:磁極呈里外分布(例如圖丙,外側(cè)為N極,內(nèi)側(cè)為S極);
為了驗證其他猜想,他們進行了如下實驗:
(1)用細(xì)棉線將環(huán)形磁體水平懸掛起來(如圖丁所示),結(jié)果觀察到磁體在任意位置都能保持靜止,這說明猜想___________(1/2/3)是錯誤的;
(2)用細(xì)棉線將環(huán)形磁體豎直懸掛起來(如圖戊所示),結(jié)果觀察到磁體只在特定位置能保持靜止,這說明猜想___________(1/2/3)是錯誤的;
(3)為進一步確定這種環(huán)形磁鐵磁極的分布情況,小李進行了以下實驗:取兩個完全相同的環(huán)形磁鐵,將它們沿中心軸線互相靠近,發(fā)現(xiàn)它們相互排斥。接著將其中一個環(huán)形磁鐵翻轉(zhuǎn),結(jié)果它們相互吸引,則驗證了另一猜想是正確的;
(4)若將這兩個完全相同,重均為G的環(huán)形磁鐵a、b串在木制支架上,停止時如圖已所示(不考慮環(huán)形磁鐵與木桿間的摩擦力),則磁鐵a對底座的壓力___________;
A.等于G
B.小于2G
C.等于2G
D.大于2G
(5)若再放上一個完全相同的磁鐵c(b、c間也排斥),則相鄰兩個磁鐵間的距離Lab___________Lbc;(填“大于”、“等于”或“小于”)
(6)揚聲器通上電,播放音樂,將電能轉(zhuǎn)化為___________,揚聲器在不段的振動,并由此得出聲音是由物體___________產(chǎn)生的。
【答案】 1 3 C 小于 機械能 振動
【詳解】(1)[1]當(dāng)按圖丁的放置方法懸掛起來時,若猜想1是正確的,則環(huán)形磁體不會靜止在任何位置,只會停留在一個方向:N極在北面,S極在南面,故猜想1是錯誤的。
(2)[2]當(dāng)按圖戊的方法用細(xì)棉線將環(huán)形磁體豎直懸掛起來,如果猜想3正確,由于地磁場的作用,不會在任何位置保持靜止,結(jié)果觀察到磁體在特定位置能保持靜止,這說明猜想3是錯誤的。
(4)[3]設(shè)磁鐵a對底座的壓力為;a對b的排斥力為,對于磁鐵b,受到重力和磁鐵a的排斥力,根據(jù)平衡條件可得
以b和a整體為研究對象,因為磁鐵a對底座的壓力與底座對a和b的支持力是一對相互作用力,所以磁鐵a對底座的壓力等于它們的總重力,即
故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
(5)[4]若再放上一個完全相同的磁鐵c(b、c間也排斥),此時b磁鐵受到3個力的作用,如圖所示
b磁鐵靜止時,由力的平衡條件可得
所以
即a對b的排斥力更大,說明a、b間的距離更小,則相鄰兩個磁鐵間的距離小于。
(6)[5][6]揚聲器通電時消耗電能,進而使紙盆振動而產(chǎn)生聲音,所以是將電能轉(zhuǎn)化為機械能,揚聲器在不斷的振動,并由此得出聲音是由物體振動產(chǎn)生的。
29.學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識后,小明同學(xué)懷著極大的興趣對下列實驗進行了探究:
(1)通電導(dǎo)線周圍存在磁場,且磁場的方向與___________有關(guān);斷開電源后,小磁針恢復(fù)到圖甲狀態(tài),這是因為小磁針受到了___________的作用;如圖丁所示,高速電子束飛過小磁針上方時,小磁針將發(fā)生如圖___________所示方向的偏轉(zhuǎn);
(2)利用圖戊所示的裝置,讓閉合電路中的一部分導(dǎo)體AB在磁場中運動,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,記錄在下表中:
由第 1、2 兩次實驗可知,導(dǎo)體AB平行于磁感線運動,閉合回路中___________ (選填“會”或“不會”)產(chǎn)生感應(yīng)電流;由第 3、4兩次實驗可知,AB中感應(yīng)電流的方向與___________的方向有關(guān);如果固定導(dǎo)體AB,水平向右移動磁鐵,電流表的指針向___________偏轉(zhuǎn);
(3)將電流表換成完好的小燈泡做第3、4兩次實驗時,小燈泡不亮,原因是___________;若想探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系,應(yīng)該怎么做? ___________
【答案】 電流方向 地磁場 乙 不會 切割磁感線 右 電流太小 保持切割磁感線的方向不變,將磁極對調(diào)
【詳解】(1)[1]觀察乙、丙兩圖發(fā)現(xiàn),導(dǎo)線中的電流方向改變,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也改變,所以可得通電導(dǎo)線周圍的磁場的方向與電流的方向有關(guān)。
[2]斷開電源后,小磁針恢復(fù)到圖甲狀態(tài),是小磁針受到地磁場的作用,有指南北的性質(zhì)。
[3]由于電子帶負(fù)電,電子移動方向與電流方向相反,所以高速電子束飛過小磁針上方時,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向與圖乙中小磁針的偏轉(zhuǎn)方向相同。
(2)[4]觀察第 1、2 兩次實驗數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體AB平行于磁感線運動,電流表指針不偏轉(zhuǎn),所以電路中沒有電流產(chǎn)生。
[5]觀察第 3、4兩次實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),導(dǎo)體AB切割磁感線的方向改變,電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向也改變,所以電路中的電流方向發(fā)生改變,故可得AB中感應(yīng)電流的方向與切割磁感線的方向有關(guān)。
[6]如果固定導(dǎo)體AB,水平向右移動磁鐵,則以乙磁鐵為參照物,導(dǎo)體AB向左運動,由第 3次實驗數(shù)據(jù)可知,電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。
(3)[7]導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流太小,不能將燈泡點亮,所以將電流表換成完好的小燈泡做第3、4兩次實驗,小燈泡不亮。
[8]為了探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系,運用控制變量法,保持切割磁感線的方向不變,將磁體的磁極對調(diào),觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
實驗序號
電流表(A)
電壓表(V)
1
0.30
2.5
2
0.32
2.2
編號
材料
長度/m
橫截面積/mm2
電流表示數(shù)/A
A
鎳鉻合金
0.25
1.0
0.3
B
鎳鉻合金
0.5
1.0
0.15
C
鎳鉻合金
0.25
2.0
0.6
D
錳銅合金
0.25
1.0
0.4
溫度/℃
30
60
90
120
150
180
電阻/Ω
140
90
58
40
35
30
實驗次數(shù)
1
2
3
4
電壓表示數(shù) U/V
8
10
12
14
電流表示數(shù)I/A
0.6
0.7
0.9
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
2.5
2
0.36
3
0.6
0.28
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電流/A
0.12
0.2
0.24
0.28
0.3
0.31
序號
電壓/V
電流/A
亮度
1
0.5
0.10
不發(fā)光
2
1.0
0.15
逐漸變亮
3
1.5
0.21
4
2.0
0.26
5
2.5
6
3.0
0.33
試驗次數(shù)
電阻
電流
通電時間/s
初溫
末溫
升高的溫度
1
2
3
試驗次數(shù)
電阻
電流
通電時間/s
初溫
末溫
升高的溫度
1
2
3
實驗次數(shù)
導(dǎo)體棒運動方向
電流表指針偏轉(zhuǎn)情況
1
豎直向上
不偏轉(zhuǎn)
2
豎直向下
不偏轉(zhuǎn)
3
水平向左
向右偏轉(zhuǎn)
4
水平向右
向左偏轉(zhuǎn)
這是一份專題08 電學(xué)計算 壓軸題-2024年中考物理【熱點·重點·難點】專練(江蘇專用),共43頁。
這是一份專題08 電學(xué)計算 壓軸題-2024年中考物理【熱點·重點·難點】專練(江蘇專用)(原卷版),共15頁。
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