内容正文:
期末复习《测小灯泡的电功率》实验题专练A卷
一、实验题
1.已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请根据电路图,连接实物图;(要求:滑片向左端移动时,灯泡变亮。)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到 端(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,小灯泡不发光的原因可能是: ;接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如表:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是 Ω;(计算结果保留一位小数)
(5)实验数据表明:小灯泡的电阻随电压的增大而增大,其原因是: ;
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后突然就熄灭,电流表无示数,电压表有示数。请在图丙中,画出此时电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)
2.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω.
⑴请用笔画线代替导线,将图所示的实验电路中未连接部分连接完成 (连线不得交叉).
⑵连接电路时,开关应处于 状态;按照你连接的电路,滑动变阻器的滑片应调节至最 (选填“左”或“右”)端.
⑶实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图所示,则通过灯泡的电流为 A,小灯泡的额定功率是 W.
⑷若接下来要测量该灯泡比正常发光略亮时的电功率,请详细叙述操作步骤.
⑸该实验还可以测定小灯泡的电阻.根据以上实验数据,这个小灯泡正常工作时的电阻为 Ω.
3.在复习电学知识时,小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”的实验。实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡的额定电压为 3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整 ,要求∶滑动变阻器的滑片P向 A端移动时,电流表示数变大,连线不得交叉;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现该状况的原因是 ;(填字母序号)
A.电流表内部断路了 B.灯座内部出现了短路 C.灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,闭合开关 ,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的 U一I图象。由图象可知∶当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻 (选填变大、变小或不变),当小灯泡两端的电压为1.9V时,则小灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)0.38W。
4.小明同学做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡、符合实验要求的滑动变阻器、电流表和电压表、开关和导线。
(1)如图是小明没有连接完的实物电路,请你帮他连接完整 ,并在右边的方框内画出电路图 。
(2)连好电路后,闭合开关,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”),使电压表示数为 V;
(4)通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象。根据U﹣I图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率 W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是 Ω。由图象可知通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,原因是 。
5.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,备选的滑动变阻器有:a.规格为10Ω,1A;b.规格为20Ω,0.5A。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(连线不要交叉);( )
(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是 ;
(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为 ;
(4)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为 ;要完成表中数据测量,实验中应选用 (选填“a”或“b”)滑动变阻器;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
(5)小明把实验拓展了一下,打算只利用两电表中的一个表来测量小灯泡的额定功率。他增加了一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、所选电表和灯泡的符号填入虚线框中,使其能完成实验。( )
6.小侨同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中,找来了电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约10Ω),电流表、电压表各一只,滑动变阻器一个,开关一个,导线若干,组装电路。
(1)如图甲所示,检查时发现有一条导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并只移动一条导线,用笔画线代替导线将电路图连接正确。( )
(2)小侨同学共进行了4次测量,并将相关数据记录在表格中,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,请根据电流表示数把表格补充完整。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.5
6.25
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(3)小侨同学根据实验目的分析实验数据及现象,可以得出结论:小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变 (选填“亮”或“暗”);小侨 (选填“能”或“不能”)将小灯泡的电阻求平均值。
(4)完成上述实验后,小侨同学又设计了一种测量额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (选填“A”或者“B”),移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
7.利用甲图所示的电路图测量小灯泡的额定电功率。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V。
(1)连接电路时,开关必须先断开,见乙图,滑动变阻器的滑片应移至 端(选填“A”或“B”);
(2)在正确连接电路且操作正确的情况下,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,她接下来的操作最合理的是 (填字母);
A.更换小灯泡 B.更换电压表 C.更换电流表 D.移动滑动变阻器的滑片
(3)移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如丙图所示的图像,根据图像信息可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)丙图中的图像不是直线,主要原因是 。
8.小亮要测定标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率,选择一些器材连接了如图甲所示电路(电源电压为3V);
(1)同组的同学发现电路连接有错误,如果此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电压表示数是 V;
(2)请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确 ;
(3)电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)小亮还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图像,如图丙,根据图像可知电流与电压并不成正比,原因是 。在这个图像中,纵轴应该表示的是 (选填“电压”或“电流”)。
9.小阳用“伏安法”测量额定电压为6V小灯泡L的额定功率。他连接了如图甲所示的实验电路,其中各元件均符合实验要求且完好无损:
(1)当开关试触时,出现的现象是: (选填选项前的字母);
A.电流表的指针向左偏转 B.电压表的指针向左偏转
C.小灯泡L的灯丝烧断 D.电流表指针超过量程偏转
(2)改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为6V,此时图乙所示电流表的示数为 A,则小灯泡L的额定功率为 W;
(3)保持小灯泡L正常发光的电路状态。断开开关,只将标有“6V 0.7A”的小灯泡L2代替小灯泡L。闭合开关,小灯泡L2的实际功率将 (选填“大于”、“等于”或“小于”)它的额定功率。
10.如图所示,在测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 ,闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)用笔画线代替导线,连接完整如图甲所示的实物电路 ;
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数。电流表无示数,原因可能是 (写一种即可);
(4)排除故障后,闭合开关。移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为 V;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(5)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压.电流值,绘制得如图丙所示的图象。由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是 Ω;灯泡的额定功率是 W。为了要保证仪表等电路元件安全的情况下,实验中应该选择滑动变阻器 (选择“10Ω 1A”、“25Ω 1A”)。
11.在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时,灯泡上标有“3.8V”字样.小熊设计的实验电路图如图甲所示,并连接了部分实验电路,如图乙所示.
(1)在连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应放在 (选填“最左”或“最右”)端;
(2)请你在图乙中帮助小熊完成实验电路的连接 .
(3)连接完实验电路后,小熊闭合开关,发现:灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近于电源电压.请你帮助小熊分析电路出现故障的原因: .
(4)排除故障后,小熊调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,读数为 A,则小灯泡的额定功率为 W.
(5)假若电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电源电压为6V且稳定不变,仍利用现有的器材完成实验,你认为正确的操作方法是: .
12.小华要测量额定电压为3.8V的小灯泡的电阻,图甲是她连接的部分电路,其中滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求使滑动变阻器连入电路的阻值最大 ;
(2)闭合开关,灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障原因可能是 (写出一种即可)。若此时电流表的示数为0.2A,则可知电源电压为 V;
(3)排除(2)中的故障并正确连接电路后,刚一闭合开关发现灯泡还不亮,电压表有示数,电流表有示数,则灯不亮的原因是小灯泡的 ;接下来调节滑动变阻器的滑片,小灯泡逐渐亮起来,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如乙所示,则此时小灯泡的电阻为 Ω,若让小灯泡正常发光,则应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)小明若还想用此电路探究“导体中电流与电压的关系”,老师认为他不能得出正确的结论,原因是 ;
(5)实验结束后,小明也用相同的器材测量该小灯泡的额定功率。实验中,他调节滑动变阻器的滑片,发现当电压表的示数为2.2V时,小灯泡正常发光。则小明是将电压表并联在图丙中的 (选填“ab”、“bc” 或“ac”)两点之间。若此时电流表示数为0.5A,则该小灯泡的额定功率为 W;
(6)同学们完成实验后,老师又连接了图丁所示的电路,让同学们用它测量小灯泡的额定功率(已知小灯泡的额定电流为I额、电源电压为U,R为电阻箱,可以直接读出它接入电路的阻值)。请将实验过程补充完整;
①闭合开关S,调节电阻箱,使电流表示数为 ,并记下此时电阻箱接入电路的阻值记为R1;
②小灯泡额定功率的表达式为P额= (请用字母符号表示)。
13.小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器R′的规格是“15Ω、1A”。
(1)如图甲所示是小薇画出的电路图,小亮进行实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应);
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是 ;
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丁所示,记为 V;他们记录的数据如下表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第 组(填写实验序号),理由是 ;
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
(4)小玉想利用上述器材测额定电流为0.1A小灯泡的额定功率,于是他把电阻换成小灯泡,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表有示数,灯不亮,下列操作 后电流表和电压表都有示数;
A.更换灯泡 B.移动滑动变阻器 C.更换开关
(5)小玉想利用上述器材多次实验后,发现怎么也不能调到额定电流,小玉认为灯泡的正常发光时电阻过小,小亮认为灯泡的正常发光时电阻过大;正确的是 (选填:“小玉”、“小亮”、“两人都对”、“两人都不对”)
14.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所选小灯泡的额定电压为。
(1)如图甲是测量小灯泡的电功率的电路图。正确连接电路,闭合开关后,电压表和电流表都没有示数,电路故障可能是
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路 C. 电压表断路
(2)排除故障后,实验中,电压表的示数为,小雨为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数为,则小灯泡额定功率为 ;
(3)小雨的电流表坏了,老师给他一个已知最大阻值为的滑动变阻器、一个阻值未知的定值电阻、电压保持不变的电源、若干开关和导线,小雨重新设计了如图乙所示的电路图,按电路图连接电路,并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:
①断开开关,闭合开关和,调节滑动变阻器的滑片至端,电压表的示数为;再将滑片调至端,电压表示数为,则 ;(用、和表示)
②断开开关和,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;(为已知量,表示小灯泡的额定电压)
③不改变滑动变阻器的滑片的位置,断开开关和,闭合开关,电压表示数为,则 。(用、、、和表示)
15.在“测量小灯泡(标有“2.5V”字样,正常发光时电阻约为10Ω)电功率”的实验中:
【小明的实验】小明所连接的不完整实验电路如图甲所示,电源电压为6V:
(1)请你用笔画线代替导线,将缺少的一根导线接好 ;
(2)电路接好后,闭合开关,发现小灯泡特别亮,电压表与电流表的示数较大。接下来应进行的操作是 , 。(此两空按操作步骤先后顺序填写字母代号)
A.更换电池或小灯泡
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器滑片至最大值位置
D.断开电路开关
(3)小明实验时使用的滑动变阻器规格为“12Ω;1A”,电路连接无误后,各元件完好,闭合开关,无论怎样移动滑片P,电压表的示数都调不到2.5V,出现这种现象的原因是 。
(4)解决上述问题后,小明继续实验,实验数据如图表,分析表中实验数据可知:
次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
0.5
0.12
不发光
2
1
0.2
较暗
3
2.5
正常发光
①第1次实验中小灯泡不发光的原因是 ;
②实验过程中,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,该灯泡额定功率为 W;
③当测量灯泡在高于额定电压情况下的功率时,小明不小心把灯丝烧断了(其余元件完好),此时电流表示数为 A,电压表示数为 V。
(5)更换小灯泡后,小明把灯泡两端的电压调为额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,则出现这种现象的原因是 。
【小红的实验】小红实验时,发现电流表坏了,于是她向老师又要来一个电压表V0和一个阻值为10Ω的定值电阻R0、一些导线,设计出了正确的实验电路,如图甲是该电路的不完整电路图。
(1)通过分析可知电压表V0并联在 两端;
(2)闭合开关,为测小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器使电压表V1的示数为 V,此时电压表V0的示数如图乙,则小灯泡额定功率为 W。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. N 灯泡的实际功率很小 向左移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否发光 8.3 小灯泡两端电压越大,灯丝的温度越高,灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片向左端移动时,灯泡变亮,则滑片向左滑动,电阻变小,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)[3]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
[4]闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)[5]由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)[6]小灯泡两端电压越大,灯丝的温度越高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)[7]闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
2. 断开 右 2.5 0.3 0.75 向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.7V,记下此时电流表的示数,然后立刻断开开关 8.33
【详解】(1)电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联.让电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出.据欧姆定律可以估算灯泡额定电流约为0.25A,确定电流表量程为0−−3A.据电源电压是两节干电池,确定电压表量程为0−−3V.连接如图:
(2)连接电路时,为了避免电路元件受损,开关要断开,闭合电路前,应将滑动变阻器调到最大阻值,即滑片滑至最右端,保护电路元件.(3)灯泡正常发光时,其两端电压必为额定电压,即:U=2.5V,根据电流表读数I=0.3A,代入公式P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,(4)向左侧滑动变阻器滑片,使它联入电路的阻值变小,则电路总阻值减小,据欧姆定律可知,电路电流I增大,而灯泡阻值不变.故灯泡分压U增大,此时灯泡功率P大于正常发光时的功率,比正常发光略亮.具体步骤:向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.7V,记下此时电流表的示数I,然后立刻断开开关.据公式P=UI=2.7V×I计算可得此时灯泡功率.(5)据U=2.5V,I=0.3A,利用欧姆定律的变形公式计算得:R==8.33Ω.
【点睛】(1)连接实物图需注意,电表的正负极接入方式,以及量程的选择.(2)连接电路时,为了避免电路元件受损,开关要断开,应将滑动变阻器调到最大阻值.(3)据灯泡额定电压U,电流表读数I,用公式P=UI即可求解灯泡额定功率.(4)调节滑动变阻器的滑片,使灯泡两端电压高于额定电压.读电表示数,用P=UI求解可得.(5)据公式R=及电表读数,可以求出R阻值.
3. B 1.52 变大 大于
【详解】(1)[1]灯泡额定电压是3.8V,电压表选0~15V量程,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流表示数变大,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入的电阻变小,故将A接线柱接入电路,正确连线如图所示:
(2)[2]A.若电流表内部断路了,则整个电路断路,两表都没有示数,故A不符合题意;
B.若灯座内部出现了短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,故B符合题意;
C.若灯泡的灯丝断了,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,则电压表有示数,故C不符合题意。
故选B。
(3)[3]当电压表的示数为3.8V,灯泡正常工作,由乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过灯泡的电流I=0.4A,则灯泡的额定功率
P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W
(4)[4][5]由图像可知:电压与电流的比值随电压的增大而增大,根据可知,对应的电阻是逐渐变大;当小灯泡两端的电压为1.9V,即
由于灯泡的电阻随电压的增大而增大,则通过灯泡的实际电流
则灯泡的实际功率
P实=U实I实>1.9V×0.2A=0.38W
4. 小灯泡断路 右 2.5 0.5 10 灯泡的电阻随温度的升高而增大(或灯丝电阻受温度影响)
【详解】(1)[1]灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下左所示:
[2]根据实物图画出电路图,如上右所示:
(2)[3]连好电路后,闭合开关,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电路可能断路,但电压表有示数,则电压表与电源连通,故障原因可能是小灯泡断路。
(3)[4][5]灯在额定电压下正常发光,示数为2.2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,使电压表示数为2.5V。
(4)[6]根据图象提供的信息知,灯在额定电压下的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
[7]由图乙知,加在小灯泡两端的电压为1.5V时,通过电流为0.15A,由欧姆定律,小灯泡的电阻是
[8]由图象可知,通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,即灯丝的电阻不是一个定值,原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大(或灯丝电阻受温度影响)。
5. 移动滑片,观察灯泡是否发光 0.75 0.37 b
【详解】(1)[1]滑动变阻器的正确解法是“一上一下”,电压表与待测电阻并联,并且要正进负出,按要求连接电路如下图:
(2)[2] 电压表、电流表均有示数,说明电路连接完好,无故障,灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器接入电路的电阻过大,电流过小,可移动滑片,观察灯泡是否发光。
(3)[3]由乙图知,小灯泡的额定功率
(4)[4]电流变的分度值是0.2A,故读数的末尾是偶数,读数不可能是0.37A。
[5]当通过灯泡电流为,滑动变阻器接入电路的电阻为
故滑动变阻器应该选b。
(5)[6]若是选择电流表,小灯泡和定值电阻并联,移动滑动变阻器,通过小灯泡的电流为额定电流,测出通过定值电阻的电流就可以算出定值电阻两端的电压,从而知道小灯泡两端的额定电压,从而算出小灯泡的额定功率;若是选择电压表,小灯泡和定值电阻串联,移动滑动变阻器,让小灯泡两端的电压为额定电压,测出定值电阻两端电压,可以算出通过定值电阻的电流,从而知道通过小灯泡的额定电流,从而算出小灯泡的额定功率,设计电路如下:
或
6. 0.24 0.36 亮 不能 A
【详解】(1)[1]从电源的正极出发,按照电流方向,电流经开关→滑动变阻器→从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出→灯泡→电源的负极,电流表要串联在电路中,电压表和灯泡并联,改正后的电路连接如图
(2)[2]电流表使用0~0.6A量程,每一个大格是0.2A,每一个小格是0.02A,电流表示数是0.24A。
[3]灯泡的功率为
P=UI=1.5V×0.24A=0.36W
(3)[4]由表格数据知,小灯泡两端的电压增大,电流增大,实际功率增大,小灯泡的亮度增大,故小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变亮。
[5]小灯泡的电阻会随温度变化而变化,所以不可以求平均值。
(4)[6]连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1。
[7]小灯泡的额定电压是U1,小灯泡和定值电阻是串联的,根据串联电路中电流处处相等,小灯泡的额定电流等于定值电阻中的电流,定值电阻两端的电压是
定值电阻中的电流,即小灯泡的额定电流
小灯泡的额定功率
7. B D 0.5 灯丝电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时开关要断开,且滑动变阻器的阻值要调至最大,即滑动变阻器的滑片应移至B端。
(2)[2]闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,是因为通过电路的电流太小,接下来应调节滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器的电阻,观察灯泡是否发光,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[3]由图丙可知,当灯泡电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
(4)[4]由于灯丝电阻随温度的变化而变化,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,所以该图像不是直线。
8. 发光 3 0.6 灯丝电阻随温度升高而增大(灯丝电阻随温度变化而变化) 电流
【详解】(1)[1][2]如图甲所示电路,电压表的位置接错了,测量电源电压了,如果此时闭合开关,小灯泡有电流经过,会发光,电压表示数为电源电压3V。
(2)[3]在测量小灯泡的额定功率的实验中,电压表应该并联在小灯泡的两端,而不是并联在电源两端,所以改正后的电路如下:
。
(3)[4]电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,则小灯泡正的额定功率是
则小灯泡的额定功率是0.6W。
(4)[5]根据图像可知电流与电压并不成正比,原因是:灯丝电阻随温度升高而增大(灯丝电阻随温度变化而变化。
[6]根据欧姆定律,电压的增加量大于电流的增加量,如下图所示:
,
所以在这个图像中,纵轴应该表示的是电流。
9. A 0.5A 3W 小于
【详解】(1)[1]ABD.由图可知,变阻器的最大电阻接入电路,电压连接正确,电流表的正负接线柱接反了,试触时,电流表的指针会反向偏转,电压表的指针向左偏转,选项A正确,选项BD错误;
C.由图可知,变阻器的最大电阻接入,有保护电路作用,试触时,电流不会太大,小灯泡L的灯丝不会烧断,选项C错误。
故选A。
(2)[2]电流表的量程是0.6A,分度值为0.02A,则其示数为0.5A。
[3]小灯泡的额定功率
(3)[4]原来灯泡的规格是“6V 0.5A”,现在想换成规格是“6V 0.7A”的L2,由欧姆定律可知,两灯泡的额定电压相同,L2的额定电流大,故它的电阻较小,即将灯泡换成一个阻值更小的灯泡代替,则灯泡的两端电压会低于6V,故L2的实际功率将小于它的额定功率。
10.(1) 断开 A
(2)
(3)灯泡断路
(4) 2.2 B
(5) 10 0.5 “25Ω 1A”
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时开关应断开;闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于A端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,灯正常工作时的电流大小
故电流表选用0~0.6A量程,电流表串联中电路中,实物连接如图所示:
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片P,电流表无示数,可能电路断路,电压表有示数,可能与电压表并联的灯泡断路。
(4)[1][2]由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,所示为2.2V,灯泡两端电压小于额定电压,根据串联电路电压的规律,要减小变阻器的电压,由分压原理可知,减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向B端移动滑片,使灯泡两端电压增大为额定电压;移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应注视电压表示数,直到电压为2.5V位置。
(5)[1]由图丙可知,UL′=1.5V时,电流IL′=0.15A,此时灯泡的电阻为
[2][3]灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A,灯泡额定功率
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
变阻器分得的电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
此时变阻器连入阻值
应该选择滑动变阻器“25Ω 1A”。
11. 断开 最右 灯泡断路 0.5 1.9 将电压表改测滑动变阻器两端的电压
【详解】试题分析:(1)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开,以避免因接线错误造成短路将电源烧坏;
为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,即最右端;
(2)灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表选0~15V的量程,且与灯泡并联,电流从正接线柱流入负接线柱流出;滑动变阻器一上一下的串联在电路中.如图所示:
(3)灯泡不亮,电流表无示数,应该是灯丝断了、灯泡接触不良,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压.
(4)电流表使用的0~0.6A量程,分度值为0.02A,所以串联电路的电流为0.5A;
灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.5A=1.9W.
(5)灯泡的额定电压为3.8V,电压表并联在灯泡的两端,电压表选择0~15V,但是0~15V量程坏了;当灯泡正常发光时,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,电源电压为6V,要使灯泡电压为3.8V,滑动变阻器两端电压为6V﹣3.8V=2.2V;把电压表并联在滑动变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数为2.2V时,灯泡正常发光.
故答案为(1)断开;最右;(2)如图所示;(3)灯泡断路;(4)0.5;1.9;(5)将电压表改测滑动变阻器两端的电压.
12. 小灯泡短路(或电压表短路) 6 实际功率太小 8 右 灯丝电阻随温度升高而增大,无法控制电阻一定 bc 1.9 I额 (U-I额R1)・I额
【详解】(1)[1]滑动变阻器需要串联接入电路中,且按照“一上一下”原则接入电路中,开关闭合前需要将滑片调至阻值最大处,故需要接滑动变阻器右下方的接线柱,电压表需要并联在小灯泡两端,如下图所示:
(2)[2][3]电流表有示数,说明电路中不可能是断路,只能是短路,灯泡不亮,电压表无示数, 说明电压表所测量的小灯泡短路,或者电压表自身短路;一闭合开关,小灯泡短路,滑动变阻器全部接入,电流表的示数为0.2A,则电源电压为
(3)[4][5][6]刚一闭合开关发现灯泡还不亮,电压表有示数,电流表有示数,说明电路连接正常,那么没有发光仅仅是因为小灯泡的实际功率太小了;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如乙所示,选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,则此时小灯泡的电阻为
若让小灯泡正常发光,小灯泡的电压需要增大到3.8V,则滑动变阻器的电压需要减小,根据串联分压规律,滑动变阻器的阻值需要变小,故向右移动滑片。
(4)[7]探究电流与电压的实验,最关键的是需要控制电阻一定,而本实验中小灯泡的电阻是变化的,而不是固定不变。
(5)[8][9]电源电压为6V,小灯泡的正常发光的电压是3.8V,那么滑动变阻器的电压为
刚好为电压表示数,故电压表测量的是滑动变阻器的电压,故测量的是bc段的电压;若此时电流表示数为0.5A,则该小灯泡的额定功率为
(6)[10][11]测量小灯泡的额定电流,首先需要让小灯泡正常发光,故先调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为I额;则电阻箱的电压为
则小灯泡的电压为
则小灯泡的额定电功率为
13. 电流表未调零 2.5 ① 电路最小电流为0.15A或电压表示数最小为0.75V A 两人都对
【详解】(1)[1]根据实物图可知,电路图虚线框内的元件为滑动变阻器,如下图所示:
(2)[2]开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,说明电流表没有进行调零。
(3)[3]根据图丁可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V。
[4][5]两节新电池,电源电压为3V由表格中数据知,当电压为1.2V时,电流为0.24A,由欧姆定律得
滑动变阻器的最大阻值为15Ω,当其阻值最大时,电阻两端的电压最小,电路中的电流
则定值电阻的电压
即电路中的最小电流为0.15A,定值电阻两端最小电压为0.75V,而第一组数据,其电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流,所以有拼凑的嫌疑。
(4)[6]闭合开关,电流表的示数几乎为零,灯泡不发光,说明电路可能有断路,电压表有示数,说明从电压表两接线柱到电源间是通路,由此可判断故障是灯泡断路了,故下一步需要更换灯泡,重新实验,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)[7]灯泡的正常发光时电阻过小或过大,灯泡正常发光时,所需滑动变阻器接入电路中电阻过大或者过小,都不能达到额定电流,故两人都对。
14. B 左 0.75
【详解】(1)[1]如图所示,L与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测L两端的电压。闭合开关后
A.若滑动变阻器短路,电压表测电源电压,电压表有示数,电流表有示数,故A不符合题意;
B.若电流表断路,则整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故B符合题意;
C.若电压表断路,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关构成通路,电流表有示数,故C不符合题意。
故选B。
(2)[2]电压表的示数为2V,小于灯泡的额定电压2.5V,根据串联电路的分压原理可知,电阻越大分到的电压越多,故要增大灯泡两端的电压,就要减小滑动变阻器两端的电压,即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向左移动。
[3]灯泡正常发光时,电流表的示数为0.3A,即灯泡的额定电流为0.3A,则灯泡的额定功率为
P额′=U额′I额=2.5V×0.3A=0.75W
(3)①[4]断开开关S2,闭合开关S1和S3,调节滑动变阻器的滑片P至a端时,灯泡L被短路,此时只有R1接入的简单电路,电压表测电源电压,即电源电压为U=U1;再将滑片P调至b端,此时R1与R0串联接入电路,电压表测R1两端的电压为U2,则滑动变阻器R0两端的电压为
U0=U-U2=U1-U2
则电路中的电流为
所以R1的阻值为
②断开开关S1和S3,闭合开关S2时,灯泡L、R1、R0串联接入电路,电压表测R1和R0的总电压,示数为(U1-U额),恰好等于电源电压减灯泡的额定电压,说明此时灯泡正常发光。
③[5]不改变滑动变阻器的滑片P的位置,断开开关S2和S3,闭合开关S1时,仍然是灯泡L、R1、R0串联接入电路,说明灯泡正常发光,此时电压表测R1两端的电压为U3,则此时电路中的电流为
则灯泡的额定功率为
15. D C 变阻器的最大阻值过小 小灯泡的实际功率太小 0.6 0 6 灯的电阻随温度的降低而减小 R0 2.5 0.7
【详解】(1)[1]灯的额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为10Ω,由欧姆定律知道,灯的额定电流为
所以,电流表选用小量程串联在电路中,连接如下
(2)[2][3]电路接好后,闭合开关,发现小灯泡特别亮,说明电路中电流较大,电压表示数较大,说明变阻器连入电路中的电阻较小,所以,接下来应进行的操作是:断开电路开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置,故选D、C。
(3)[4]根据串联电路电压的规律知道,当电压表示数为2.5V时,变阻器分得的电压
U滑=6V-2.5V=3.5V
变阻器的电压是电阻电压的1.4倍,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻
R滑=1.4×10Ω=14Ω>12Ω
所以,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表的示数都调不到2.5V,出现这种现象的原因是变阻器的最大阻值过小。
(4)①[5]灯的亮度取决于灯的实际功率,由表中第1次数据知道,灯的实际功率为0.06W,由于太小,故灯看着不发光。
②[6]移动滑片使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙,由于图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,所以,示数为0.24A,故小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5×0.24A=0.6W
③[7][8]当测量灯泡在高于额定电压情况下的功率时,小明不小心把灯丝烧断了(其余元件完好),则由于电压表串联在电路中,故此时电流表示数约为0A,电压表示数约为电源电压6V。
(5)[9]当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,通过灯的电流也减小了,由P=UI知道,灯的功率减小,灯丝的温度降低,因灯的电阻随温度的降低而减小,由发现,测得的实际功率不等于其额定功率的。
【小红的实验】(1)[10]在没有电流表的情况下,电压表与定值电阻可以起到电流表的作用,所以,由图知道,电压表V0应并联在R0两端。
(2)[11][12]闭合开关,为测小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器使电压表V1的示数为2.5V,根据题意知道,此时电压表V0的示数如下面的图乙,由于图中电压表选用小量程,所以,分度值为0.1V,大小为2.8V,由欧姆定律知道,电路中的电流为
灯的额定功率为
P=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
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