内容正文:
题型(一)电功率实验探究题2025年中考物理一轮复习
一、实验题
1.某实验小组用如图甲所示的器材,测量标有“4.5V”字样小灯泡的功率,电源电压不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整 (要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大);
(2)连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是 ;
A.断开开关,更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)实验过程中,某时刻电流表和电压表示数分别如图乙所示,此时小灯泡的实际功率为 W。要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到 ;
(4)实验中多次测量的目的是 ;
A.测不同电压下小灯泡的实际功率
B.多次测量求平均值,减小误差
(5)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I额,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P额= (用字母表示)。
2.小明同学在探究电流流过导体产生的热的多少与什么因素有关时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图并回答:
(1)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过导体产生的热与 的关系。由甲图所示的实验现象可以得到的结论是:在电流、通电时间相同的情况下, 越大,电流通过电阻产生的热量越多;
(2)在乙电路其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,可以探究电流产生的热量与 的关系。
3.亲爱的同学,请根据你所掌握的实验操作技能解答下列问题。
(1)如图甲所示,在用弹簧测力计测量物体受到的重力前,应先将弹簧测力计在 方向进行调零,图中弹簧测力计的示数为 N;
(2)如图乙所示,这是某款脉冲式电能表的表盘,电能表是用来测量消耗 多少的仪器,图中电能表的示数为 kW·h;
(3)如图丙所示,小明利用一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽,对大气压的值进行测量。
①该实验还缺少的器材是 ;
②实验时,小明将注射器活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔,发现空气无法排尽,这将使得测量结果比当地实际气压值 ;
③小明联想到医生使用注射器时的场景,对步骤进行改进:先 ,然后重复②中操作。
4.在利用“伏安法”测小灯泡电功率实验中,已知小灯的额定电压是2.5V。小红设计的实验电路图如图甲所示。
(1)小红在连接电路时开关应 ,完成连接后,闭合开关发现电流表示数很大,小灯强烈发光,说明滑动变阻器滑片可能处在 端(填“左”或“右”);
(2)排除故障后,移动滑片,使小灯正常发光,观察电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小灯的额定功率为 W。
5.小楠同学准备“比较不同物质的吸热情况”,实验装置如图所示,其中两只电热水棒规格相同.
(1)实验前,小楠要准备在两个相同的烧杯中加入 (选填“体积相等”或“质量相等”)的水和食用油,请补充他的实验步骤:
①把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,要使天平平衡,应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),使横梁平衡.
②使用天平测量水的质量.如图所示,此时烧杯中水的质量是 g.
(2)小楠记录的实验数据如下表所示:
加热时间/s
0
10
20
30
40
水的温度/℃
20
23
26
29
32
食用油的温度/℃
20
26
32
38
44
①如图是小楠根据实验数据画出的图线,这是 (选填“水”或“食用油”)的吸热升温情况.
②请根据记录的数据在如图中画出另一种物质的吸热升温图线 .
③由实验数据和图线可得出结论: (选填“水”或“食用油”)的比热容大.
(3)实验结束后,小楠还想利用实验室内安装的如图所示的电能表测量电热水棒的电功率,请补充他的实验步骤.
①将实验室中其他所有用电器的开关 (选填“闭合”或“断开”),接入一只电热水棒;
②闭合开关,用秒表记录电能表转盘转过2圈所用时间为60s;
③该电热水棒的电功率为 W.
6.如图所示,两个透明容器中密闭着等质量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)如图甲所示,探究的是电流通过导体产生的热量与 的关系。通电一段时间,发现左侧U形管液面高度变化明显,右侧U形管液面高度几乎不变,则可能是右侧的电阻出现 (选填“短路”或“断路”)现象;
(2)如图所示,在探究电热与电流关系实验时,必须保证 两个电阻丝的阻值相同,于是在实验室里选取了两个10Ω电阻,为了使实验现象对比最明显,第三个电阻的阻值应选 。
A.2Ω B.5Ω C.10Ω
7.小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时,准备了以下器材:电源(4.5V),定值电阻四个(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω),电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω 1A”和开关各一个、导线若干。
(1)小伟连接的电路如图甲所示,闭合开关后,发现电压表无示数,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在图中错误的那根导线上画“×”,并画出正确的连线( )(要求:导线不得交叉)。
(2)解决问题后,小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时,电流表的示数如图乙所示;将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,他应将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数保持 V不变,再次读取电流表的示数。
(3)把20Ω的电阻接入电路时,小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制电压表的示数不低于 V。
(4)小伟将定值电阻换成小灯泡L1,测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U﹣I图象如图丙所示,该图象不是直线的原因是 。
(5)同组的小同学还想测量额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率,利用小伟用过的小灯泡L1和绘制的图象,设计了如图丁所示的电路(电源电压为U),测出了小灯泡L2的额定功率。请将她的实验步骤补充完整:
①闭合开关S。将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ,此时L2正常发光;
②将开关S0由触点1改接到触点2,保持滑动变阻器的滑片P不动,此时电流表的示数为I1,根据L1的U-I图象可知,当电流为I1时,对应的电压为U1,则滑动变阻器接入电路的阻值R= ;
③小灯泡L2的额定功率P额= (用U、I额、R表示)。
8.小丽同学做“测定小灯泡的电功率”的实验,首先设计了电路图,如图甲所示,之后将滑动变阻器调到阻值最大处后闭合开关,再调节滑动变阻器得到了如表乙所示的电压U和电流I的数据,小灯泡的额定电压为2.5V。
次数
电压表示数/伏
电流表示数/安
小灯泡的亮度
1
0.5
0.06
不发光
2
1.0
0.10
很暗
3
1.5
0.14
较暗
4
1.8
0.16
较亮
5
2.5
0.20
正常发光
6
2.8
0.22
很亮
(1)通过实验得到,小灯泡的额定功率为 W;
(2)当电压表的示数为1.8V时,若想使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)有同学建议用表格中多次测量的平均值作为小灯泡的额定功率,这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的。
9.在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,小于采用了如图所示的实验装置,两个透明容器中封闭着等量气体,U形管中液面的变化反映了密封空气温度的变化。
(1)给图甲所示装置通电相同时间,发现B玻璃管内液面上升较高,这表明,在电流和通电时间相同的情况下,导体的 越大,产生的热量越多;
(2)给图乙所示装置通电相同时间,发现A玻璃管内液面上升较高,这表明,在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的 越大,产生的热量越多;
(3)该实验中采用的研究物理问题的方法有 法和转换法。
10.某同学想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整;
(2)实验过程中,电压表的示数如图乙所示,若使灯泡正常发光,他应将滑动变阻器的滑片P向 端移动(选填“左”或“右”);
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 A;小灯泡的额定功率为 W;小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
11.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“”字样。
实验次数
电压
电流
电功率
1
2
3
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,但电流表有示数,则原因可能是 。
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,小丽测量了多组实验数据,并画出了小灯泡电流随电压变化的图象,如图乙所示,根据图象可知小灯泡的额定功率为 。
(4)分析图象数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率 。
(5)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表格中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是 。
12.小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整 (要求:当滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②再断开开关S1,闭合开关S、S2, ,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx= (用U额、I额和U来表示)
13.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器,电源电压为9V。
(1)本实验中应该选择规格为 的滑动变阻器;
(2)图甲中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(3)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(4)闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 。在多次测量中还发现,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (填“变大”、“变小”或“不变”),导致这一结果的原因是灯丝的电阻随温度的升高而 。
14.在测量小灯泡电阻的实验中,小亮和小雨选择了标有“3V”字样的小灯泡。
(1)测量灯泡电阻的原理是 ;
(2)小亮连完最后一根线后发现灯泡立即发出很亮的光,你认为产生这种现象的原因可能是: (写出一条即可);
(3)小亮按正确的方式连接电路,闭合开关,发现灯泡不发光,接下来他应进行的操作是: ;
(4)在处理数据时,小雨为了减小误差,将多次计算得到的灯泡电阻取平均值,小亮说这种做法是不对的,因为 。小亮根据实验数据绘制成了U﹣I图象如图乙,根据该图象提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(5)小亮进一步思考,若电源电压是6V,要想让该灯泡正常发光,可以串联一个阻值 Ω的定值电阻;
15.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小丹设计了如图甲所示的电路图。已知小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,电源由2节新干电池串联组成。
(1)用笔画线代替导线,帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整;(要求导线不交叉)
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,电流表示数如图丙所示为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)小红又设计了如下图所示的电路图,只利用电压表就测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U,定值电阻的阻值为R0。请将实验步骤补充完整;
① (填三个开关闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不动, (填三个开关闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用已知量和测量量表示)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. C 1.26 A 电压表示数为4.5V A I额
【详解】(1)[1]由于小灯泡标有4.5V字样,那么它的额定电压是4.5V,实验过程中小灯泡的电压会达到4.5V,电压表测量小灯泡的电压,电压表的量程选,应将小灯泡的右接线柱与电压表右侧接线柱连接;滑动变阻器滑片向B滑动时接入电路的阻值变大,滑动变阻器应接A端,故应连接A与电源的负极,实物图如图
(2)[2]电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡没有断路;电压表有示数,说明小灯泡没有短路,不需更换小灯泡;问题可能是电路的电流太小,小灯泡不发光,原因是滑动变阻器接入电路的电阻太大,接下来的操作移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入电路的电阻,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[3]由上述可知,电压表的量程是,电压表的分度值是0.5V,它的读数是3.5V;电流表的量程是,电流表的分度值是0.02A,它的读数是0.36A,此时小灯泡的实际功率
此时小灯泡的实际功率是1.26W。
[4][5]要测量小灯泡的额定功率,小灯泡的电压应是4.5V,根据串联电路的分压原理可知,应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,故应将滑动变阻器的滑片向A端移动,直到小灯泡两端的电压表的示数为4.5V。
(4)[6]因为小灯泡在不同电压下的电功率是不同的,在实验过程中,多次测量的目的是测量不同电压下小灯泡的实际功率,小灯泡在不同电压下,电功率不同,计算功率的平均值没有意义,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(5) ①[7]闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为灯泡的额定电流I额;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I额,读出电阻箱的示数为R0,由于①②两个过程中电路中的电流相同,滑动变阻器的电阻相同,因此灯泡的电阻等于电阻箱的电阻R0;
③[8]则小灯泡的额定功率表达式
2. 电阻 电阻 电流
【详解】(1)[1][2]如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;右侧U形管高度差更大,说明产生热量更多,可知在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,电流通过电阻产生的热量越多。
(2)[3]在乙电路其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,此时容器内电阻阻值相同,通过左侧电阻的电流大于右侧容器中的电流,故可以探究电流产生的热量与电流大小的关系。
3. 竖直 2.0 电能 3322.00 刻度尺 偏小 将水或者其他液体吸入注射器内,将空气排出
【详解】(1)[1]用弹簧测力计测量物体受到的重力前,为了避免弹簧自重对测量结果的影响,应在竖直方向进行调零。
[2]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,因此示数为2.0N。
(2)[3][4]根据电学常识可知,电能表是用来测量消耗电能多少的仪器;由图可知,电能表的示数为3322.00kW·h。
(3)[5]需通过测量长度计算出注射器面积,从而计算压强,故还需要刻度尺。
[6]因注射器里有少许空气,它会对橡皮塞产生向外的压力,则测力计测出的大气压力值偏小,根据知,测出的大气压偏小。
[7]可以先将水或者其他液体吸入注射器内,将空气排出,可以消除因空气残留造成的误差,然后重复②中操作。
4. 断开 左 0.7 3.57 1.75
【详解】(1)[1]为保护电路,小红在连接电路时开关应断开。
[2]完成连接后,闭合开关发现电流表示数很大,小灯强烈发光,可知电路的电阻很小,说明滑动变阻器阻值最小,由图可知滑片可能处在左端。
(2)[3]排除故障后,移动滑片,使小灯正常发光,观察电流表示数如图乙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,因此电流为0.7A。
[4]由欧姆定律可知小灯正常发光时的电阻是
(3)[5]小灯的额定功率为
P=UI=2.5V×0.7A=1.75W
5. 质量相等 左 141.8 水 水 断开 200
【详解】解答:(1)根据控制变量法,在两个相同的烧杯中加入质量相等的水和食用油;
①将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,要使天平平衡,应向左调节平衡螺母,使横梁平衡.③根据物体的质量等于砝码的总质量加上游码所对的刻度数,烧杯中与水的质量总质:100g+50g+4.2g,烧杯中水的质量:m=100g+50g+4.2g−10g−2.4g=141.8g;
(2)①根据图象对应的数据与表中数据可知,图乙中直线对应的物质为水;根据表中食用油的数据进行描点,然后用直线连接起来,如下图所示:
②根据比较吸热能力的第2种方法,加热相同的时间(吸收相同的热量),水升温慢,吸热能力强,比热容大;(3)①将实验室中其他所有用电器断开,接入一只电热水棒;600R/kW⋅h表示转盘转600圈消耗一度电,则转2圈电热水棒消耗的电W=2r/600r/kW⋅h=1.2×104J,
则电热水棒的功率:P=W/t=1.2×104J/60=200W.
6. 电阻 短路 和 A
【详解】(1)[1]由甲图知,两个不同的电阻串联在电路中,通电时间和电流相同,故探究的是电流产生热量与电阻的关系。
[2]通电一段时间后,发现左侧U形管液面高度变化明显,右侧U形管液面高度几乎不变,说明右侧U形管内的电阻没有产生热量,因两电阻串联,所以出现该现象的原因可能是该电阻短路。
(2)[3]要探究电热与电流的关系,需要保持电阻和通过时间相同,所以乙图中的和阻值相同,都是10Ω。
[4]乙图中与并联后,再与串联,通过与的电流之和等于通过的电流,即,为了使实验现象最明显,需使通过的电流最小,根据并联电路电流与电阻的关系:知,需要接入电路的阻值最小,故选A符合题意。
7. 右 2 2.5 灯的电阻随温度的变化而变化 I额 UI额﹣I额2R
【详解】(1)[1]原电路中,只有电流表与变阻器连入电路中,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联。
(2)[2][3]小伟先将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片在某位置时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,电压表示数为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V,再次读取电流表的示数。
(3)[4]当变阻器的最大电阻连入电路中时,对应的定值也应最大,此时变阻器器分得的电压最大,电压表的示数最小,由串联分压可得
解得UV=2.5V,为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制电压表的示数不低于2.5V。
(4)[5]灯的电阻随温度的变化而变化,所以I-U图像是曲线。
(5)[6][7][8]闭合开关S,将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为I额,此时L2正常发光,在①中,L1短路,L2与变阻器串联,在②中,L2短路,L1与变阻器串联,因电流为I1,由图知,L1对应的电压为U1,由串联电路的规律和欧姆定律,则滑动变阻器接入电路的阻值
在①中,变阻器的电压为
根据串联电路电压的规律,L2的额定电压为
小灯泡L2的额定功率
8. 0.5 左 错误
【详解】(1)[1]由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测电路中电流,因小灯泡的额定电压为2.5V,故由表中数据可知,电压表示数为2.5V时,流过小灯泡的电流为I=0.2A,故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(2)[2]当电压表的示数为1.8V时,若想使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端电压,故由串联电路电阻等比例分压可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向左移动。
(3)[3]这种做法是错误的,因为灯泡在不同电压下的实际功率各不相同,对其取平均值没有意义。
9. 电阻 电流 控制变量
【详解】(1)[1]图甲中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻。B玻璃管内液面上升较高,说明右边容器中的电阻产生的热量多,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
(2)[2]图乙装置中,两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联。根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左。两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知
右边两电阻阻值相等,则右边两支路中电流相等,即I1=I2,所以右边容器中电阻的电流是左边容器中电阻的电流的一半。A玻璃管内液面上升较高,说明左边容器中的电阻产生的热量多,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。
(3)[3]该实验探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关,有电流、电阻、通电时间三个因素,实验中是通过控制其中两个因素相同,改变第三个因素来进行探究的,所以实验中用到了控制变量法。
10. 右 0.3 0.75 8.3
【详解】(1)[1]因小灯泡的额定电压是2.5V,所以电压表选择“0~3V”量程,把它并联在小灯泡两端,如下图所示:
(2)[2]图乙中电压表的示数为2V,若要使小灯泡正常发光,加在它两端的电压需为2.5V,根据串联电路的分压原理,当滑动变阻器电阻变小时,分配的电压变少,小灯泡两端电压就会变大,滑动变阻器选择了右下接线柱,因此应向右移动滑片。
(3)[3]图丙中,电流表选择了0~0.6A量程,每一大格为0.2A,每一小格为0.02A,故通过小灯泡的电流为0.3A。
[4]小灯泡的额定电压U=2.5V,电流I=0.3A,故小灯泡的额定功率
P =UI=2.5V×0.3A=0.75W
[5]小灯泡正常发光时的电阻
11.(1)
(2)小灯泡短路
(3)0.625
(4)越大
(5)小灯泡亮度
【详解】(1)连接电路时,将小灯泡串联进电路,然后再将电压表并在灯泡两端,如图所示:
(2)分析电路故障先看电流表,电流表有示数,说明电路故障为短路,再看电压表,电压表无示数,说明是与电压表并联的小灯泡短路。
(3)根据图像可知,当小灯泡正常发光时,电压为2.5V,电流为0.25A,根据电功率公式可得
(4)由图像可知,当灯泡两端电压增大时,通过灯泡的电流也增大,根据电功率公式可知,它的实际功率也增大。
(5)本实验是为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,所以还需要记录小灯泡亮度。
12. 1.14 保持滑动变阻器滑片位置不变
【详解】(1)[1]测量小小灯泡的额定功率,灯泡、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,灯泡额定电压为3.8V,电压表量程选择0~15V,电流表测量灯泡电流。滑片向右移动灯泡变亮,说明电路中电阻变小,故滑动变阻器接入右半段,滑动变阻器右下接线柱接入电路中,电路图如图所示:
(2)[2] 电流表使用的0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,故灯泡的额定电流,I额=0.3A,灯泡的额定电压是U额=3.8V,则灯泡的额定功率
(3)②[3]由图可知测量思路是,L、Rx、R串联,先调节滑动变阻器使灯正常工作,然后保持滑片位置不变,L仍正常工作,灯L的电压仍为U额,测出L、Rx的总电压U,即可得到Rx的电压,Rx与灯L串联,通过的电流与灯正常工作电流相同,利用就可得到Rx的电阻。
③[4] Rx的电压
Rx的电阻
13. “50Ω 2A” 对电流表调零 0.5W 变大 变大
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律得灯的额定电流约为
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯泡正常发光时,变阻器连入电路的电阻为
所以本实验中应该选择规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器。
(2)[2]灯的额定电流约为0.25A,故电流表选用小量程与灯串联,小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下连入电路中,如下图所示:
(3)[3]实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,电流表指针没有正对零刻度线,则接下来的操作是电流表调零。
(4)[4]根据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像知,灯在额定电压下的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
[5][6]由欧姆定律可知,电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻,由图可知,当电压表的示数增大时,通过灯的电流增大,但电流增速变慢,故在多次测量中还发现,电压表与电流表的示数之比变大,即灯丝的电阻变大,导致这一结果的原因是当电压表的示数增大时,通过灯的电流增大,灯的功率变大,灯丝的温度升高,而灯丝的电阻随温度的升高而变大。
14.(1)R=
(2)连接电路时没有断开开关
(3)向右移动滑动变阻器的滑片
(4) 灯泡电阻的阻值是变化的 7.5
(5)7.5
【详解】(1)伏安法测量电阻的实验原理为,使用电流表和电压表直接测量待测电阻的电流和电压,再算出电阻值。
(2)连完最后一根线后发现灯泡立即发出很亮的光,说明连接电路时开关没有断开。
(3)发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,造成灯泡不亮的原因可能是灯泡的实际功率太小,故应减小滑动变阻器接入电路的阻值,增大电路中电流,使灯泡功率变大。
(4)[1]灯泡的电阻与温度有关,所以不同电压下的电阻不同,故多次实验求平均值的做法是不对的。
[2]由图乙知,灯泡正常发光时的电流为0.4A,故正常发光时的电阻
(5)若电源电压是6V,而灯泡的额定电压为3V,根据串联电路分压关系,可知串联的电阻大小应和灯泡电阻大小相等,故应串联一个阻值为7.5Ω的定值电阻。
15. 灯泡短路 0.2 0.5 闭合开关S和S2,断开S1 闭合开关S和S1,断开S2
【详解】(1)[1]由图甲知道,变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,由于电源为2节电池,电源电压为3V,所以电压表选用的量程与灯泡并联,由图丙知电流表选用的量程与小灯泡串联,如图所示:
(2)[2]闭合开关,电路为串联电路,电流表有示数,说明电路是通路,而小灯泡不发光,电压表无示数,则电路故障可能是小灯泡短路。
(3)[3][4]排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,由图丙电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由可得小灯泡的额定功率为
(4)①[5][6]闭合开关S和,断开,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,小灯泡正常发光。
② [7]保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关S和S1,断开S2,此时小灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,记录电压表示数为。
③ [8]在①中,当电压表的示数为,则小灯泡的电压为,小灯泡正常发光,设滑动变阻器连入电路的阻值为R;在②中,闭合开关S和,断开,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
由分压原理
故
在①中,由欧姆定律,灯的额定电流
小灯泡额定功率的表达式
答案第1页,共2页
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