2026年中考物理一轮复习解题方法突破-测量小灯泡电功率的实验问题
2026-01-30
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内容正文:
测量小灯泡电功率的实验问题
一、单选题
1.伏安法测电阻实验中,闭合开关,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮,接下来小明应进行的操作是( )
A.检查电路是否有故障
B.更换电压表为小量程
C.减小滑动变阻器接入电路中的电阻
D.更换小灯泡的规格
二、实验题
2.一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A,小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材,一个电压表、一个电流表,一个开关,电源、滑动变阻器、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。(________)
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮。电流表无示数,电压表有示数,出现这一故障的原因可能是______________。
(3)排除故障后,闭合开关并移动滑动变阻器的滑片,这一过程中眼睛要一直观察_________表示数的变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_________W。
3.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻约为10Ω),电源电压为4.5V。
(1)本实验的实验原理是______,连接电路时开关应处于______状态;
(2)请你用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求:连线不得交叉);______
(3)若有规格分别为“5Ω1A”,“20Ω 0.5A”,“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器供选择,为了使实验能顺利进行,他应选用规格为______的滑动变阻器连入电路;
(4)连接好电路后,闭合开关,移动滑片P到某一位置,电压表的示数是1.8V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中滑动变阻器滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V;
(5)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为______A,则小灯泡的额定功率是______W;
(6)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有______(只要求填写一个实验名称)。
4.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,正常发光时的电阻约为。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中小明未完成的实物电路连接完整;______
(2)另外一个小组同学连接好电路,闭合开关,发现小灯泡发光微弱,电压表和电流表的指针偏转角度很小,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表和电流表的指针没动,若电路中只存在一处错误,则电路错误是______;
(3)小明正确连电路后,闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,为______A,小灯泡的额定功率为______W;
(4)通过实验,小明总结了一个小结论:小灯泡的亮度是由______决定的。
5.如图是测量额定电压为3.8V的小灯泡的电功率的实物电路,小灯泡的电阻约为8Ω。
(1)请完成实物图的连接,要求滑片向左滑动小灯变亮;______
(2)连接电路时开关应______,滑动变阻器滑片应置于______(选填“”或“”)端;
(3)调节滑动变阻器,分别读出电流表和电压表的示数,如图请补充第三次电流值为______A,记录如下表:
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.5
3.0
3.8
4.5
电流I/A
0.36
0.4
0.54
灯泡亮度
逐渐变亮
小灯泡的额定功率为______W,小灯泡逐渐变亮的原因是实际功率逐渐______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验过程中,细心的小伟发现在不同电压下灯丝的电阻也不同,其原因是:______。
6.小华和小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中,所用小灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒为6V。
(1)他们将实验器材连接成了如图所示的电路,闭合开关后发现灯不亮,只有______表有示数(选填“电压”或“电流”)。
(2)小明想重新连接电路,旁边的小华拦住他,说不用重接,只要改接一根导线就可以使电路连接正确。请你观察电路,在连接错误的导线上打“×”,并画出这根导线的正确接法______。
(3)电路连接正确后,小明开始实验。闭合开关,调节滑片,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图所示,则灯泡的额定功率为______W。
(4)在实验过程中小明和小华发现,调节滑动变阻器滑片时,电压表的示数很难准确达到3.8V。经过讨论他们发现,只要在前面(2)操作的基础上,将电压表改接到______两端,就能减小实验误差。改接后能减小实验误差的原因是______。
(5)小明和小华通过分析认为,如果增加已知阻值的定值电阻R0,只利用一只电流表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)就能测量小灯泡的额定功率。如图是他们设计的两种电路图,其中能完成测量的是电路图______。
实验步骤①______。
步骤②______额定功率的表达式:______(用已知量和实验数据字母表示)。
7.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为6V,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)图甲中缺一根导线,请用笔画线代替导线将电路补充完整______。
(2)检查电路连接均完好后,应先断开开关,再______。
(3)闭合开关,小梦发现移动滑动变阻器滑片P,小灯泡不发光,电压表示数为零。针对电路中出现的现象的故障原因,小明提出了如下猜想:①小灯泡短路;②小灯泡灯丝断了,③滑动变阻器断路,若只有一处故障,根据现象,可以判断猜想______(填序号)是错误的。如果观察到电流表有示数,则猜想______(填序号)是正确的。
(4)故障排除后,小梦调节滑片P至某位置,小灯泡恰好正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(5)物理老师收集了其他两个组的实验数据,并根据数据绘出的I﹣U图象如图丙所示,根据A图象可得出结论:灯泡实际功率随______的增大而增大;出现B图象中电流随电压的增大而减小的原因可能是______。
(6)小梦想利用阻值为R的定值电阻借助图丁电路测量一段电炉丝的电阻Rx,电源电压未知且恒定不变。请把下列实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1,读出电压表的示数为U1=______。②电阻表达式:Rx=______(用所测物理量符号表示)
8.在测量小灯泡的电功率的实验中,所用小灯泡的额定电流为0.3A,正常工作时灯丝的阻值在10Ω~15Ω之间,所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V),开关各一个,滑动变阻器(50Ω1A)一个,导线若干。
(1)闭合开关无论怎样移动变阻器滑片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_______________(写出一种即可)。
(2)排除故障,闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示,读数为________V,小灯泡的额定功率为________W。
(3)小华没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小明的相同,她也测出了小灯泡的额定功率.她设计了如图丙所示电路图,请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式。实验步骤:
①按图连接电路.然后闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为________A;
②_________,记下电流表示数为I(A);
③她根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率的表达式为_______W(表达式中的未知量只可、含有小华实验步骤②测出的电流表示数“I”),小华在实验步骤②记下的电流表示数I具体数值应该为________A。
(4)小明同学又利用图甲电路来做探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,多次更换组织不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于________Ω。
9.小丽做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2.5V”字样,电阻约10Ω)
(1)如图甲是小丽连接的部分电路,请将电路连接完整。(____)
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中仅有一处故障,这个故障可能是_____。
(3)当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,则电路中电流大小为____A,此时小灯泡的电功率为____W。要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向____(选填“左”或“右”)调节。
(4)实验结束后,小丽还想测量一个阻值约为数百欧的电阻Rx的阻值,与其他同学讨论后,她通过增加一电阻箱R0(0~9999Ω 5 A)、定值电阻R(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了A、B两种方案(如图丙),在A、B两种方案中,方案______的测量结果更准确,理由是______。(电表为理想电表)
10.小明身边有一个标有6V字样的新型小灯泡。为了探究其电学特点,小明从实验室借来电压表、20Ω的定值电阻和可调电压范围为0~9V的电源各一个。
(1)小明设计了如图甲所示的电路,请在图乙中用笔画线替代导线补全电路___________。
(2)检查电路连接和所有器材均没有问题后,小明闭合开关S发现灯泡不亮。则导致该现的原因可能是___________。
(3)小明多次调节电源电压,读出电压表示数,获得图所示的图像。
①随着电压的增大,通过该灯泡的电流___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
②该新型灯泡的额定功率为___________W
次数
物理量
1
2
3
电源电压U/V
3.5
4.5
电阻箱阻值R/Ω
15
2
(4)结束新型小灯泡的研究,小明又借来一个电阻箱探究电流与电阻的关系。小明仅将图甲中的灯泡替换成电阻箱,重新连接电路准备完成三次实验,实验中部分数据如上表所示。则可 推断:①在图丁中画出第1次实验时电压表指针___________。
11.某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整;(________)
(2)排除故障后,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是_____。为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是_____读出并记录电流表的示数。当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为_____A,小灯泡的额定功率为_____W;
(3)测出小灯泡的额定功率后,再测小于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“左”或“右”)端滑动;
(4)测量小灯泡的电功率_____(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是_____。
12.小明欲测量一只小灯泡的额定功率,器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法;______
(2)电路连接正确后,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.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好 D.移动滑动变阻器滑片
(3)正确操作后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示为______A,小灯泡的额定功率为______W;
(4)小明还想换一种方法测定该小灯泡的额定功率,于是向老师要了一个R0=10Ω的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助原有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,实验步骤如下:
步骤一:闭合S1,S2与接线柱a接通,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V;
步骤二:再将S2与接线柱b接通,滑动变阻器的滑片位置不变,此时电压表的示数为3V;
步骤三:断开S1、S2,整理器材。
根据实验数据,小灯泡的额定功率为_______W。
13.在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,电源为两节新干电池,小华所接的实验中存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;______
(2)按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,造成该现象的原因可能的是______;
A.小灯泡断路 B.小灯泡两端电压太小 C.滑动变阻器阻值太大 D.电源电压太小
(3)移动滑片,当电压表的示数为____V时,小灯泡达到额定功率,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压减小时,小灯泡的电阻_______(选填“增大”“ 减小”或“不变”) ;
(5)当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:______
A. B. C. D.
14.在测量“小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V、正常发光时灯丝电阻约为10Ω。滑动变器规格为“100Ω 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___________。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。则出现上述现象的原因是___________,若此时电流表的示数为0.09A,则电源电压为___________V;
(3)排除故障后,小明移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图丙)为___________V,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向___________(A/B)端移动,使电压表的示数为___________V;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I−U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是___________W;
(5)小明用几个定值电阻来代替小灯泡做欧姆定律的实验,他选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω来研究电流和电阻的关系,计算要完成整个探究实验,电压表示数至少为___________V。
15.在测定“小灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。如图1所示是小向同学没有连接完的实物电路。
(1)测量小灯泡的电功率的实验原理:___________。
(2)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,滑动变阻器的滑片P向右移,灯泡变亮。(____)
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于____端(选填“A”或“B”);若闭合开关,灯不亮,电压表无示数,电流表有示数。出现这一故障的原因可能是_______。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图2甲所示,为______V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______端滑动(选填“A”或“B”);
(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图2乙所示,则小灯泡的额定功率为_______W。
(6)做完此实验后,小明还想测量一只阻值约为数百欧的电阻Rx的阻值,与其他同学讨论后,她通过增加一电阻箱R0(0~9999Ω 5A)、定值电阻(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了A、B两种方案(如图)。在A、B两种方案中,方案_______可以让测量结果更准确,理由是__________。(电表为理想电表)
16.在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,用三节新干电池为电源,所用小灯泡标有“3.8V”字样。
(1)要使滑动变阻器的滑片P向右滑动,变阻器阻值变大,将如图甲实物电路连接完整________;
(2)若闭合开关时,发现电压表的指针速转动到左边无刻度处,这是由于电压表______;
(3)检查连接无误后,张鹏调节滑动变阻器的滑片使小灯泡刚好正常工作,此时电流表读数如图乙,则小灯泡正常工作的电流是______A,小灯泡的额定功率为______W;
(4)利用该装置______(选填“能”“不能”)探究电流与电压的关系;利用该装置______(选填“能”“不能”)测出灯泡正常发光时的电阻;
(5)若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断,则电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)
17.小军在“测定小灯泡额定功率”的实验中,提供的器材有:额定电压为3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡、两个分别标有“5Ω1A”和“10Ω1A”的滑动变阻器、四节新干电池等。
(1)连接电路时开关应______;
(2)为了顺利完成实验,应选用______规格的滑动变阻器;
(3)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大;
(4)闭合开关后,小军发现小灯泡不亮,两电表示数均无示数.为了查找故障,小军将电压表拆下,在开关闭合状态下,分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端,结果只有接在滑动变阻器两端时,电压表无示数,则肯定出现故障的元件是______;
(5)排除故障后继续实验,滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为测量灯泡的额定功率,应将滑片P向______端移动,直至电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W;
(6)实验完成后,小军对实验过程进行了反思评估,认为上述实验测出的额定功率不够精确,如果你是小军,请你说明这样评估的理由和相应的改进方法。
理由:______;
改进方法:______。
18.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压是2.5V,正常发光电阻约为10Ω。
(1)将电路图连接完整______;
(2)如图甲所示连接好电路后,按照正确的操作步骤闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表和电压表都有示数,则原因可能是______;
(3)移动滑片P到某位置,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)移动滑片P,记录多组对应的电压表和电流表的示数,给制成I﹣U图象。根据图内所给的信息,计算出小灯泡的额定功率是______W;
(5)细心的同学发现,生活中的手电筒接新电池时很亮,而接旧电池较暗。老师告诉他们,电源内部是由导体构成的,所以也有电阻,叫做电源内阻。新电池的内阻很小,可忽略不计,旧电池的电压可以认为是不变的,但它的内阻却变得很大。这就是为什么小灯泡接新电池时很亮,而接旧电池较暗的原因。这激起了同学们的好奇,为了测量旧电池的电阻,有同学准备了新、旧电池各2节,并设计了如下实验:
A.将新电池按照电路图连接,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记下电压表示数U1,观察灯泡此时的亮度。
B.保持滑片位置不变,断开开关,用旧电池替换新电池做电源,闭合开关,观察灯泡此时的亮度。
C.调节滑动变阻器,使电流表达到______,记下此时电压表的示数U2,观察灯泡此时的亮度。
D.则旧电池的内电阻为______(用已知量和测量量表示)。
(6)当用旧电池做实验,通过调节滑动变阻器改变电路的电阻,并记录多组电压表示数U和电流表示数I,如图正确描述U—I关系的图线是______。
A.B.C.D.
19.小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)。现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示电路,请用笔画线代替导线,将该电路连接完整______。
(2)在连接电路时,开关应处于______状态,电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最______端。
(3)闭合开关,发现电流表指针偏转,电压表没有示数,则该故障的原因是______(填下列故障原因的代号)
A.定值电阻接线短路
B.电源接触不良
C.定值电阻接线断路
(4)故障解除后闭合开关,移动滑片到某合适位置,电压表示数如图乙所示,则Rx两端的电压为______V,观察到电流表示数0.1A,他记下数据并算出电阻Rx的阻值为______Ω。
(5)本实验进行了多次测量的目的是______。
(6)将电路中的定值电阻改成小灯泡,就可以测量小灯泡的电功率,但不能多次测量求平均值,原因是______。实验过程中,若将电压表和电流表互换位置,闭合开关后,小灯泡______(选填“亮”或“不亮”),这时电压表的示数约为______V。
20.在测2.5V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V。
(1)请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮);(____)
(2)灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W;
(3)在(1)题的基础上,撤去电流表,新增一个阻值已知的定值电阻R0和开关 S1、S2,小林设计了如图丙所示的电路,请将电压表和开关S2填入图中合适的方框内;(____)
(4)以下是她设计的实验方案,请将它补充完整:
①只闭合开关S和S1,移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②保持滑片位置不动,只闭合开关S和开关S2,读出电压表的示数为U;
③利用上述测量出的物理量及已知量,写出小灯泡额定功率的表达式是:P=______。
21.小明在测量标有“2.5V”字样小灯泡额定功率的实验中,连接了如图所示的实验电路。请完成下列问题:
(1)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,电路中可能存在的故障是(__)
A.灯L 短路 B.灯L 断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(2)故障排除后,小明测量了小灯泡在不同电压下的电流值,并根据实验数据绘制出小灯泡的 I-U 图像如图所示,由图像可得,当小灯泡正常发光时,电路中的电流 I =______ A,小灯泡的额定功率 P =______W。
(3)利用上述实验电路还能测出小灯泡的电阻。当电压表的示数如图所示时,此状态下小灯泡的电阻 RL =______Ω。
22.小明利用如下四个图来进行电学的几个问题探究。
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图中完成实验电路的连接。(________)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于__端(选填“”或“” 。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。如果故障只发生在和两个元件之中,其他电路连接完好,该故障是__。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据,得到了待测电阻的图像如图所示,由图像可得__。通过分析图像,得出的实验结论是:电阻一定时,__。
(5)接着小明想测小灯泡的额定功率,他查看了小灯泡的额定电压为3.8V,可电压表摔坏了,于是,他设计了如图所示的电路来探究,测量步骤如下:
①只闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电流表读数为(满足);
②保持滑片位置不变,再闭合开关S1,电流表读数为;
③则待测小灯泡的额定功率。
你觉得该方案__(选填“可行”或“不可行”),原因是__。
23.在“测小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压是2.5V
(1)请用画线代替导线,将实物电路连接完整(要求:滑片向右移动时,灯泡变亮)(________)
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到___处(选填“”或“”)。闭合开关后发现小灯泡不亮,电压表示数为零,电流表指针偏转。渐向右移动滑片,小灯泡始终不亮,电压表示数仍然为零,电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是___。
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
明亮
亮
更明亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
3.0
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.30
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
分析实验数据可知:
①小灯泡的额定功率为___W。
②7、8两次实验中,灯泡熄灭的原因是___。
③小灯泡两端的电压越低,小灯泡的电阻越小,原因是___。
24.小宇用图甲的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)正确连接电路后,发现灯泡不亮,电压表电流表均有示数,接下来他应该_____。
A.更换小灯泡
B.移动滑动变阻器滑片的同时观察电压表示数
C.移动滑动变阻器滑片的同时观察电流表示数
(2)小宇测量时,当电压表的示数如图乙所示时,测得的灯泡电阻_____灯泡正常发光时的电阻(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)实验时,闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,电压表示数_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,这是因为_____,实验中多次测量是为了_____。
(5)分析图像,小宇不仅测出了小灯泡正常发光时的电阻,还测出了小灯泡的额定功率是_____W,此时滑动变阻器的阻值为_____Ω。
(6)活动最后,老师提出挑战,增加一个已知阻值的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作开关来测量这个小灯泡的额定功率(额定电压仍为2.5V,额定电流未知)。如图是同学们设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是_____。
25.测量小灯泡的电功率实验(小灯泡额定电压2.5V)。
(1)如图甲所示是没有连接完整实物电路,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接好;______
(2)在方框中画出图甲相应的电路图;______
(3)连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,则原因可能是______;
(4)若想测量小灯泡正常发光时的功率,则实验中判定该小灯泡正常发光的方法是______;
(5)正确连接电路,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示数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是______W;
(6)小峰发现本实验电路图还能测量小灯泡的电阻,根据图乙的U﹣I图象可知,随着电压的增大,小灯泡灯丝的电阻______(选填“变大“不变或“变小”);
(7)小峰还想用此电路探究“导体中电流与电压的关系”,则他______(选填“能“或不能)得出正确结论。
26.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小吴选用了标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压表、开关、低压电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器进行。
(1)连接电路时开关应___________;
(2)如图甲是小吴所连接的电路,其中有一根导线接错了,请你在错误的导线上打一个“×”,然后用笔画线代替一根导线使电路完整___________。
(3)小吴正确连接电路并进行操作,刚闭合开关,电压表及电流表示数如图乙所示,电源电压为___________V;
(4)为测小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向___________(选填“左”或“右”)移动滑片,当电压表示数为___________V时小灯泡正常发光,若此时电流表示数为0.3A,则此小灯泡的额定功率为___________W。
(5)小吴通过描点作图画出如图丙所示的图像得知小灯泡的电流与加在小灯泡两端的电压不成正比,其原因可能是:___________。
(6)若小灯泡的额定电流I0与实际电流I1的关系为I0=2I1,以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是___________。
A、P0=2P1
B、P0=3P1
C、P0=4P1
D、P0=5P1
27.小亮同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作的电功率,于是在学校实验室借来一些实验器材,连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)在图中找出连接错误的一根导线并在该导线上画“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确。(所画的导线要用实线,不可用虚线)_____
(2)该实验的原理是_____。
(3)连接好电路后,在实验开始前滑动变阻器的滑片应位于_____端。
(4)闭合开关后,他发现小灯泡始终不亮,同时看到电流表有示数,而电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片依然如此,则故障原因可能是:_____。
(5)在实验过程中,因操作不当导致电压表出现故障不能使用,小亮向老师借了一只定值电阻R(R0阻值已知),设计了如图乙所示的电路,继续进行实验,请写出测量步骤:
①_____;
②_____。
请根据实验的操作步骤及记录的数据写出小灯泡额定功率的表达式:P额=___。
28.要测量电阻的阻值,现有实验器材:待测电(约5)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小__;
(2)正确连线后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变,若电路中只有一处故障,可判断该故障是__;
(3)排除故降障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为__V,则__;
(4)小明用以上实验器材测定“额定电压为2.5V小灯泡的电功率”,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图3所示,该示数为__A,则小灯泡的额定功率为__W,通电10min小灯泡消耗的电能为__J。
29.小叶同学带领科技兴趣小组准备研究“小灯泡发光亮暗程度对电阻的影响”。他们选择了输出电压恒定为6V的电源,实验电路如图甲所示。
(1)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,此操作的目的是:___________。
(2)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表示数(图乙)为___________V,他觉得此时小灯泡不够亮,应将此时位置的滑片P向___________端移动(选填“A”或“B”),当电压表示数达到3.5V时,小叶觉得已经足够亮了,继续增大可能会烧毁小灯泡,于是停止了实验操作。
(3)在此过程中,同组成员记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像。根据图像信息,他们发现:随着小灯泡两端的电压升高,亮度增加,电阻___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
30.小明用如图所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的额定电功率和实际电功率。
(1)小华按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,造成该现象的原因可能是______;
(2)小明连接了如图乙所示的电路,小红指出电路接线错了,而且指出只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;______
(3)小明正确连接好电路后,一边移动滑片,一边观察______,当小灯泡两端电压为______V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)小明将实验数据和现象填写在下表中
实验
灯泡两端电压U/V
通过灯丝电流I/A
灯泡的亮度
1
2.20
0.28
比正常发光暗
2
2.50
0.30
正常发光
3
2.80
0.32
比正常发光亮
①为达成实验目的,请将表格中的栏目补充完整:______;
②实验结果表明,小灯泡的亮度与实际功率的关系是:______。
(5)小明对本实验进行了拓展思考,用该实验装置中的器材不能完成的探究活动是______。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
31.如图所示,在测定“小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为8Ω。
(1)连接电路时,开关应______(选填“断开”或“闭合”);
(2)图甲中有一根导线连接错误,请你把它找出来并打上“×”(表示不要),并用笔重新画一根正确连接的导线;(________)
(3)改正电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表和电流表均无示数,原因可能是下列选项中的______(用字母表示);
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,其读数为______A,由此可知小灯泡的额定功率为______W;
(5)现有两个额定电压均为15V的灯泡L1和L2,它们的电压U与电流I的关系曲线如图丙所示,将L1和L2串联后接在15V的电源上,则两灯消耗实际功率的差值为______W。
32.小华做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压U=2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路,她应选用规格为______的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”)。
(2)移动滑动变阻器滑片使灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(3)实验发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是______。
(4)同组的小敏在测该小灯泡的额定功率时,选用了如图丙所示的器材,其中电源电压恒为U,R的电阻值已知。
①仅闭合开关S和_______,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为______(用已知量符号表示);
②仅闭合开关S和______,______(选填“调节滑动变阻器的滑片位置”或者“保持滑动变阻器滑片的位置不变”),记录电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率表达式为:P额=______(用已知量符号表示)。
33.小明做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整_______;
(2)碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,则连接电路时存在的不规范或不妥当是:
①___________;②___________;
(3)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,由图乙可知,此时电流表的示数为__A,小灯泡的额定功率为__W;
(4)小明受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率,在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示,查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为__W。小明进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释________________。
34.在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路,在连接电路时,小军操作上出现的错误是_____;
(2)请你用笔画线代替导线帮小军将图甲所示的实物电路连接完整;
(_______)
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是_____;
A.小灯泡短路
B.小灯泡开路
C.变阻器短路
D.变阻器开路
(4)排除上述故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来,将滑动变阻器的滑片向_____(选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡正常发光,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数;
(5)继续调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于、等于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示,它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的_____。
35.灯L1标有“6V 3W”的字样,灯L2标有“6V 1.5W”的字样,小华按如图所示电路,将灯L1、L2接入电路中,发现灯L1较亮,灯L2较暗。因此小华认为:“小灯泡的亮度与其额定功率有关,小灯泡的额定功率越大,灯越亮。”请你利用如图所示的器材,设计一个实验,证明小华的想法是错误的。
(1)在下面的框中画出实验电路图;______
(2)根据实验现象简要说明小华的想法是错误的。______
36.实验室有一小灯泡,上面只标有“3.8V”的字样,小明为了测定其额定功率,从实验室找来了如下器材:电压表(0~3V和0~15V两个量程):电流表(0~0.6A和0~3A两个量程);滑动变阻器(20Ω1A);电源(电压恒为6V);开关、导线若干。小明正确连接电路,且操作正确。闭合开关后,移动变阻器的滑片发现无法直接准确测得小灯泡的额定电压,同时发现电流表也出现了问题无法继续使用。小明经过思考、分析,找到了解决办法,他在上述实验器材的基础上增加了一个阻值大小合适的定值电阻R1,重新设计并完成了实验测量。
(1)画出小明重新设计的实验电路图并写出实验步骤;
(2)用已知量和测量量推导出小灯泡额定电功率的表达式。
37.在测定额定电压为3.8V的小灯泡(电阻大约为10Ω)电功率的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V且保持不变。
(1)请将甲图的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮)。(________)
(2)若有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可选,则应该选择变阻器_____(填“A”、“B”或“C”)连入电路,才能保证实验顺利进行。
(3)正确连接好电路并闭合开关后,若发现小灯泡不亮,电表的示数较小,下一步的操作应该是(________)
A.调节滑动变阻器
B.断开开关检查电路连接是否正确
C.检查小灯泡是否损坏
D.换用电压较低的电源
(4)在实验中,若电压表示数为2V,在此基础上,为了能测量小灯泡的额定功率,必须将滑片P向_____(填“A”或“B”)端移动,使用电压表的示数为_____V时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_____W。
(5)请在虚线框内为该实验设计一个表格:(________)
38.如图所示是某小组在做测定“小灯泡的电功率”的实验,实验中电源由两节干电池串联组成,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)请根据图甲中的实物图简化出它的电路图______。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表示数很大,电流表没有明显的示数。造成这种现象的原因可能是:______。
(3)在“伏安法测电功率的实验中”,滑动变阻器不能起到的作用是______。
A.改变被测灯泡的额定功率 B.改变被测灯泡两端的电压
C.改变电路中的电流 D.保护电路
(4)某次实验时,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为______V;如果要使灯泡正常发光,应该向______(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片。
(5)萌萌同学移动滑片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I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定电功率是______W。观察图丙所示的I﹣U图像可知灯泡的电阻发生了变化,请分析原因是______。
39.小红利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,并探究小灯泡亮度与功率的关系。
(1)小红按图甲正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,但电压表和电流表均有较小示数,下一步的操作是______(选填下面的字母)。
A.移动滑片,看灯泡是否发光
B.更换灯泡
C.检查电路,对接线柱进行加固
(2)如表是小红记录与处理实验数据的表格(部分),表中a处内容是______。
小灯泡规格
电压表的示数U/V
电流表的示数I/A
a
灯泡功率P/W
U额=2.5V
(3)正确连接电路后,小红调节滑动变阻器的滑片P,多次进行了小灯泡的电功率的测量。当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
40.小红在测量小灯泡的电功率实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)在图甲电路中用笔画线代替导线,请你帮忙将电路连接完整____________;
(2)连接电路时,开关应处于_______状态;
(3)实验过程中电压表示数为2V,为测定小灯泡的额定功率,小红应将变阻器滑片向_______(选填“A”或“B”)端移动,同时注意观察电压表的示数变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_______W;
(4)小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法,其电路图(如图丙所示),已知R0=5Ω,此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为_______A时,再读出电流表A1的示数,才能算出小灯泡的额定功率。
41.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接;
(________)
(2)正确连接后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间,电压表均有示数;接在C、F之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是___________(小灯泡断路/小灯泡短路/滑动变阻器断路);
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,此时小灯泡的功率___(大于/小于/等于)额定功率,要使灯泡L正常发光,滑动变阻器的滑片P应向___(A/B)端移动,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是___W。
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是__________________;
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,用这一电路还可以完成的实验有______(写出一个即可)。
42.小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V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;______
(2)闭合开关S发现小灯泡不发光且电流表无示数,但是电压表的示数很大且接近电源电压。经检查导线无误,则出现这种现象的原因是______;
(3)排除电路故障后继续实验。当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时,通过小灯泡的电流为______A。为了测量小灯泡的额定功率,则应将滑动变阻器的滑片P向______ (选填“A”或“B”)端移动;
(4)测出小灯泡的额定功率后,小聪把灯泡两端电压调为额定的电压的一半,发现测得的实验功率不等于额定功率的,出现这种现象的原因可能为______;
(5)在不用电流表仅用电压表的情况下,小聪利用图丙所示电路也测出了灯泡的额定功率。图中R为阻值已知的定值电阻。请你在虚线框内补画上两个开关和一个电压表的符号。______
43.小红作“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小红设计了图甲所示的电路,她应选用规格为__的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”),该实验中滑动变阻器的主要作用是_________。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因是____;若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是______。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U—I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为__W。
(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是_____。
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。步骤如下:
①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为____A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持___________不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额=________。
44.在“测量小灯泡的功率”的实验中。
(1)按下图所示电路图连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针偏转很小,若电路无故障,要使小灯泡发光只需将滑动变阻器滑片向_____(选填“左/右”)滑动即可。
(2)观察小灯泡在不同电压下的亮度,读出电压表,电流表示数,实验记录见下表:
序号
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
实际功率P/W
1
2.0
0.18
偏暗
0.36
2
0.20
正常发光
3
3.0
0.22
偏亮
0.66
当流过小灯泡的电流是0.20A时,小灯泡正常发光,小灯泡两端电压如图所示,电压表的示数为_____V,则可以计算出小灯泡的额定功率为_____W。
(3)小李认为用本实验电路及器材还能探究电流与电压的关系,小李同学的观点是错误的,理由是_____。
45.在“测定小灯泡的额定功率”实验中,所用的器材有:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和一个标有“20Ω、1.5A”的滑动变阻器。
(1)如果小灯泡的额定功率小于1W,电流表的量程应选______A为宜;
(2)请将图甲的实物电路连接完整。要求当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数增大______;
(3)闭合开关前,图甲滑动变阻器的滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端,可以起到______作用;
(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和两端的电压,根据记录的数据画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图象(如图乙),根据图象信息,可以计算出小灯泡的额定功率为______W,同时还发现小灯泡灯丝电阻随电压的增大而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出实验中可能的操作不当之处______(写出一种即可)。
46.探究电流与电阻的关系:
电
路
图
请在方框中画出实验电路图:(________)
表
格
U=2.8V
次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.56
0.28
0.14
图
像
上述实验数据可以用下图中的_____图象表示。
问题
讨论
把电阻R换成标有“3.8V 0.3A”的小灯泡来测其电功率。
下图是小雨连接的电路,请找出其中的错误之处,并加以纠正。(________)
若叶子姐姐连接电路时,电压表选择的是0﹣3V量程,某次实验示数如上图,则要测量小灯泡的额定功率,应该采用的做法是_____。
47.小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率估计在0.8W左右。
(1)请画出导线,完成电路连接。(________)
(2)小明刚连好最后一根导线,小灯泡就发出了明亮的光,他在连接电路中出现的错误是:
①_____;
②_____。
(3)小明改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况,将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求
小灯泡的发光情况
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
U实=U额
明亮
2.5
0.28
U实=0.8U额
较暗
2
0.25
U实=0.4U额
微弱
1
0.2
①小灯泡的额定功率是_____W。
②实验结果表明:_____越小,小灯泡的实际功率越小,小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的,原因是_____。
(4)小明和同学交流时发现,他在实验设计中存在不完善的地方是_____,修改实验方案后,接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向_____(填“A”或“B”)端调节,记录电压表和电流表的示数,并观察小灯泡的发光情况。
48.小东利用如图甲所示的实验装置来探究“导体中的电流与电阻的关系”
(1)图甲是小东连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;(________)
(2)电路改正后,小东先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U。小东将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,他应向_____(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数恢复到U,通过多次实验可以得出在电压一定时,通过导体的电流与电阻成_____比;
(3)若在如图甲所示的实验装置中,电流表的量程为0~0.6A固定不变。小东选择阻值分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω的四个定值电阻,若RP最大阻值为30Ω,电源电压6V不变,为了保证实验成功,他需要控制电压表的示数在_____V到_____V之间;
(4)上述实验结束后,小东又设计了如图乙所示电路,只用电流表来测量额定电流为I额=0.2A小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大电阻为R0=50Ω,电源电压未知,其测量过程如下:
①闭合开关S2,断开开关S1,移动滑动变阻器的滑片使其连入阻值为最大,并记下电流表的示数为I1=0.12A,则电源电压为_____V;
②_____(填两开关闭合情况),移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.2A,灯泡正常发光;
③_____(填两开关闭合情况),保持滑动变阻器的滑片位置,记下电流表的示效为I2=0.15A;
④则灯泡的额定功率为P额=_____W。
49.在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为3V且不变,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)如图甲是所连的电路,其中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路(____)。
(2)电路连接正确后,闭合开关进行实验。图乙是根据实验数据得到的小灯泡的I-U关系图像,由图像可知:小灯泡的额定功率为______ W。
(3)实验中,当滑动变阻器接入电路中的电阻是10Ω时,其两端的电压是___V。
(4)有同学认为利用该电路还可以探究出电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法是否合理?并说明原因____________________。
(5)接下来,小致用如图丙所示的电路,探究电流跟电阻的关系。电源电压恒为4.5V,小致用多个不同阻值的定值电阻进行实验,得到图丁所示的图像,在该电路中,滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω。
50.如图为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路,电源电压恒为3V不变。
(1)小玲同学连好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是_______;(选填“A”“B”“C”或“D”)
A.检查灯泡灯丝是否烧断
B.检查滑动变阻器是否接触不良
C.移动滑动变阻器的滑片继续观察
(2)问题解决后,继续进行实验,某时刻,小玲发现电压表的示数如图所示,要测量小灯泡的额定功率,她应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端移动,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图所示,则小灯泡的额定功率为_______W;
(3)在实验中进行多次测量的目的是______(选填下面的字母)。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值,这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
51.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”,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将图中电路连接完整______;
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了________(选填“短路”或“断路”);
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为________V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,在此过程中,小灯泡的亮度将变______;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是________W;
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器,使电流表读数为________;
②闭合开关 S、S1,断开开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额=________
三、作图题
52.如图所示是测量标有“2.5V 0.6W”字样小灯泡的实际电功率的电路,请你以笔画线代替导线,完成实物连接(要求:滑片P向B端滑动时灯泡变亮)。
2
1
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参考答案
1.C
【详解】
闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,看灯泡能否发光。
故选C。
2. 小灯泡断路 电压表 0.65
【详解】
(1)[1]如图所示,电流从正极出发,经过滑动变阻器后,经过电流表,由于滑动变阻器连接原则是一上一下,故将滑动变阻器的上面接线柱与电流表的0.6A正接线柱接好,电流经电流表后经过灯泡、开关、回到负极,最后将电压表并联在电灯泡的两端,故如下图所示:
。
(2)[2] 电流表无示数,则电路中出现了断路,电压表有示数,说明除了电压表所测的用电器其他是正常的,则电压表所测的灯泡断路。
(3)[3][4]由于测额定电功率,故只有满足了额定电压,小灯泡才可能正常发光;如图乙所示,电流表的示数为0.26A,则电灯泡的额定功率为
故电灯泡的额定功率为0.65W。
3. 断开 “20Ω 0.5A” B 0.24 0.6 测量小灯泡的电阻
【详解】
(1)[1]测量小灯泡的电功率,需要测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,然后利用公式计算小灯泡的电功率,所以实验原理是。
[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[3]电压表应并在小灯泡的两端,因为小灯泡的额定电压是2.5V,所以电压表选择小量程,如下图所示:
(3)[4]小灯泡的额定电压是2.5V,电源电压是4.5V,所以滑动变阻器应分压2V,因为小灯泡的电阻约为10Ω,根据串联分压规律
所以应选用规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器。
(4)[5]电压表的示数是1.8V,此时应增大小灯泡的电压,根据串联分压规律,应减小滑动变阻器的分压,故滑片应向B端移动来减小滑动变阻器的阻值,使电压表的示数变为2.5V。
(5)[6]电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,此时的示数是0.24A。
[7]小灯泡的额定功率
(6)[8]若用此电路继续实验,还可以探究测小灯泡电阻的实验。
4. 将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中 0.3 0.75 实际功率
【详解】
(1)[1]小灯泡的额定电压为,正常发光时的电阻约为,由欧姆定律,灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与灯串联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]另外一个小组同学连接好电路,闭合开关,发现小灯泡发光微弱,电压表和电流表的指针偏转角度很小,则电路为通路,电路中的电流过小,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表和电流表的指针没动,则变阻器没有了变阻的作用,电路故障的原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中。
(3)[3]小明正确连接电路后,闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,电流为。
[4]灯泡的额定功率为
(4)[5]通过实验可知:小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大灯泡亮度越亮。
5. 断开 0.5 1.9 变大 灯丝的电阻受到温度的影响
【分析】
(1)根据滑片向左滑动小灯变亮确定变阻器左下接线柱连入电路与灯串联中,由灯的额定电压为3.8V确定电压表选用大量程与灯并联;
(2)为保护电路,连接电路时开关应断开,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值为读数;灯在额定电压下正常发光,由表中数据可知灯在额定电压下的电流,根据求出小灯泡的额定功率;分别得出第1、2、3、4次的实际功率,结合表中内容回答;
(4)灯丝的电阻受到温度的影响。
【详解】
(1)[1]滑片向左滑动小灯变亮,故变阻器左下接线柱连入电路与灯串联中,灯的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,如如图所示
(2)[2][3]为保护电路,连接电路时开关应断开,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处的端。
(3)[4]由图可知电流表选用小量程,分度值为0.02A,第三次电流值读表可知为0.5A。
[5][6]灯在额定电压下正常发光,由表中数据,小灯泡的额定功率为
同理,第1、2、3、4次的实际功率分别为:、、和;故小灯泡逐渐变亮的原因是实际功率逐渐变大。
(4)[7]实验过程中,细心的小伟发现在不同电压下灯丝的电阻也不同,其原因是:灯丝的电阻受到温度的影响。
6.电压 1.14 滑动变阻器 灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为2.2V,把电压表并联到滑动变阻器两端,电压表量程应选择0~3V,分度值为0.1V,故读数更精确 甲 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]由图可知,电压表串联接入了电路,电流表与灯泡并联在电路中,故此时电流表示数为0,电压表测量的是电源电压,电压表有示数。
(2)[2]由图可知,此时的电流表与灯泡并联在了电路中,所以电流表的连接是错误的,电压表应并联到定值电阻的两端,实物图为:
(3)[3]由电路可知,电流表使用的是0∼0.6A量程,分度值是0.02A;故电流表示数0.3A;小灯泡的额定功率
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(4)[4][5]在串联电路中,电源电压等于各部分电压之和;灯泡的额定电压为3.8V,故电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,故读数不精确;灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为
6V−3.8V=2.2V
把电压表并联到滑动变阻器两端,当电压表示数为2.2V时,电压表量程应选择0~3V,分度值为0.1V,故读数更精确。
(5)[6]灯泡与电阻R0,并联在电路中,电压是相同的,当通过R0的电流与R0的阻值的乘积等于3.8V时,灯会正常发光;图甲中,S接a时,电流表测量的是干路中的电流,S接b时,测的是R0的电流,根据并联电路电流关系可以求出灯泡的电流,根据P=UI能求出灯泡的额定功率,故图甲可以;图乙中,S接a时,电流表不接入电路中,S接b时,测的是灯泡的电流,故无法测出R0的电流,不能求出电压,不能求出灯泡的额定功率,故图乙不可以。
①[7]当S接b时,电流表测的是R0的电流,通过移动滑片,使电流表示数为
②[8]保持滑片位置不动,S接a时,读出电流表的电流I2。
[9]当S接b时,电流表测的是R0的电流,通过移动滑片,使电流表示数为
根据欧姆定律,R0的电压为3.8V,根据并联电路电压的规律,灯的电压为3.8V,灯正常工作;保持滑片位置不动,S接a时,读出电流表的电流I2,电流表测量的是干路中的电流,因电路的连接没有改变,各电阻大小和电压大小都不变,通过灯与定值电阻的电流也不变,故根据并联电路电流关系可以求出灯泡的电流为
故灯泡的额定功率为
7. 将变阻器的滑片移到最右端 ② ① 0.7 实际电压 电压表并联在了滑动变阻器两端 ②断开S1,闭合S2,读出电压表的示数为U源
【详解】
(1)[1]电压表与灯并联,如下所示
(2)[2]检查电路连接均完好后,应先断开开关,再将滑动变阻器将滑片移到最右端。
(3)[3][4]①连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,如果小灯泡短路,小灯泡不发光,相当于一根导线,电压表示数为0,电流表有示数;②如果小灯泡的灯丝断了,则电压表与电路中其它元件串联,因电压表内阻很大,根据欧姆定律和分压原理,电流表示数接近0,电压表示数接近电源电压,小灯泡分得的电压很小,不发光;③如果滑动变阻器断路,则电压表、电流表均无示数,小灯泡不发光;所以,连接好电路后,闭合开关,小明发现移动滑动变阻器滑片P,电路中出现小灯泡不发光,电压表示数为零,猜想②是错误的;如果观察到电流表有示数,则猜想①是正确的。
(4)[5]故障排除后,小梦调节滑片P至某位置,小灯泡恰好正常发光时电流表示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(5)[6]根据绘出的如图丙所示I﹣U图象,根据A图象知,电流随电压的增大而增大,根据P=UI灯的实际功率也增大,可得出结论:灯泡实际功率随实际电压的增大而增大。
[7]B图象中电流随电压的增大而减小,由欧姆定律,灯的电压增大,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压减小,故原因可能是:电压表并联在了滑动变阻器两端。
(6)[8][9]实验步骤补充完整:①只闭合开关S1,读出电压表的示数为U1;②断开S1,闭合S2,读出电压表的示数为U源,在①中,电压表测待测电阻的电压,在②中电压表测电源电压,根据串联电路电压的规律,在①中,R的电压为UR=U源﹣U1,由欧姆定律,电路中的电流
==
电阻表达式
==R
8.灯泡断路 4 1.2 0.3 再闭合S2 0.9 25
【详解】
(1)[1]闭合开关,灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源相连通,测量电源电压,则与电压表并联的灯丝断了,电压表串联在电路中,即灯泡断路。
(2)[2][3]电压表量程是0~15V,由图乙可知,电压表分度值是0.5V,电压表示数是4V,灯泡额定功率
P=UI=4V×0.3A=1.2W
(3)①[4]按图连接电路,然后只闭合开关S1,移动滑片P,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.3A。
②[5]再闭合开关S2滑片P位置不动,记下电流表示数为I(A)。
③[6][7]此时灯泡短路,所以变阻器电压等于电源电压6V,根据欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的阻值
由此可知当至闭合开关S1时,滑动变阻器两端的电压
灯泡两端电压
小灯泡的额定功率的表达式
小灯泡的额定功率为1.2W,即
解得
I=0.9A
(4)[8]在探究电流跟电阻的关系实验中,保持电阻两端的电压为2V不变,根据串联电路的电流相同的特点得
即
带入数值得
故
因为
所以,更换的电阻阻值不能够大于。
9. 灯泡短路 0.48 0.96 左 B 可以多次测量取平均值,减小误差
【详解】
(1)[1]电压表测量定值电阻两端电压,与灯泡并联,电流表测量电路电流,与灯泡串联。根据欧姆定律可知,灯泡的额定电流大约是
故电流表用0~0.6A的量程,电路图如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表有示数,说明电路通路,故障为短路;电压表无示数,说明电压表被短路,因此电路故障为灯泡短路。
(3)[3]已知电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,根据乙图可读出电路中电流大小
I=0.4A+4×0.02A=0.48A
[4]此时小灯泡电功率
P=UI=2V×0.48A=0.96W
[5]要使小灯泡正常发光,应使小灯泡两端电压为额定电压,应由2V增大到2.5V,根据串联分压的特点,应使滑动变阻器阻值减小,故应使滑动变阻器的滑片P向左移动。
(4)[6][7]方案A通过Rx与R串联,测得Rx两端电压,然后单刀双掷开关由a到b再调节电阻箱,使电压表示数与在a点相同,测得电阻阻值;方案B先后把电压表分别放在Rx和R0两端测出电压值,由串联分压公式可求Rx。调节电阻箱阻值,可多次测量。对比这两种方案,方案A只能求一次阻值,而方案B可以多次测量求平均值,减小误差。
10. 电源电压调节过小(或电流过小) 不变 0.6
【详解】
(1)[1]根据电路图,先串后并,灯与电阻串联,电压表与电灯并联,灯接一根线到电阻右接线柱,电压表“3V”接线柱接电灯左边接线柱。
(2)[2]检查电路连接和所有器材均没有问题后,导致该现的原因可能是电源电压调节过小(或电流过小)。
(3)[3][4]根据图像,可以解出定值电阻的电压都是2V,定值电阻的电流保持不变,则电灯的电流也不变。小灯的额定功率为
(4)[5]由题意知,电路中电流为0.1A时,第一次电压表示数为1.5V,故电压表示数如图所示。
11. 变阻器连入电路中的电阻最大,电流过小 向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8V 0.2 0.76 右 不需要 灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同
【分析】
(1)根据待测小灯泡L的额定电压为3.8V确定电压表选用大量程与灯并联,由额定功率小于1W,根据P=UI求出灯的额定电流确定电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上接入电路中与灯串联;
(2)排除故障后,正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,据此分析;灯在额定电压下正常发光,据此分析接下来的操作;根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)当灯的实际电压大于灯的额定电压时,灯的实际功率大于灯的额定功率,故测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,要增大灯的电压,根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑动变阻器的滑片移动的方向;
(4)灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,据此分析。
【详解】
(1)[1]待测小灯泡L的额定电压为3.8V,电压表选用大量程与灯并联,额定功率小于1W,根据P=UI,灯的额定电流小于
故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上接入电路中与灯串联,如图所示
(2)[2]排除故障后,正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,现这种现象的原因是:变阻器连入电路中的电阻最大,电流过小导致的。
[3]灯在额定电压下正常发光,故为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是:向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8V,读出并记录电流表的示数。
[4][5]当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其值为0.2A,小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.2A=0.76W
(3)[6]当灯的实际电压等于额定电压,灯的功率为额定功率,当灯的实际电压大于灯的额定电压时,灯的实际功率大于灯的额定功率,故测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,要增大灯的电压,由串联电路电压的规律,要减小变阻器连入电路中的电阻,由分压原理,应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。
(4)[7][8]测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,因为灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,取平均值没有意义。
【点睛】
本题主要考查测量小灯泡电功率的实验,属于典型题,稍有难度。
12. D 0.3 0.75 0.875
【详解】
(1)[1]如图原电路中,电压表串联在电路中,而电流表与小灯泡并联,正确的连接是电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,如图所示
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,很有可能是由于滑动变阻器刚开始接入阻值较大,小灯泡实际功率较小,小于发光功率,所以电压表和电流表有示数而小灯泡不亮,因此接下来的操作应是移动滑动变阻器。
(3)[3][4]通过实物图连接情况分析得出电流表接入的是分度为0.02A的0~0.6A量程,因此乙图中示数为0.3A,则小灯泡的额定功率
P=UI=2.5v×0.3A=0.75W
(4)[5]闭合S1,S2与接线柱a接通,电压表示数为2.5V,由于电源电压为6V。则滑动变阻器两端电压为
Ux=3.5V
再将S2与接线柱b接通,滑动变阻器的滑片位置不变,此时电压表的示数为3V,则滑动变阻器接入电阻
Rx=R0=10Ω
小灯泡额定电流
灯泡额定功率
13. A 2.5 0.75 减小 B
【详解】
(1)[1]原电路中电压表测量电源电压是错误的,电压表应测灯的电压,并与灯泡并联,改正后如图所示:
(2)[2]按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,说明电路处于通路状态,不存在断路现象,所以该现象的原因不可能的是选项A。小灯泡不亮,可能是小灯泡两端电压较小,也可能是因为电源电压太小或滑动变阻器阻值太大分压较多造成的。
(3)[3][4]因为小灯泡额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡两端电压,所以移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)[5]根据,结合I-U关系图像可知,当小灯泡两端电压减小时,通过小灯泡的电流减小的越来越快,即越来越大,所以电阻减小。
(5)[6]小灯泡额定电压下工作时的电阻
假设小灯泡的电阻不随外界环境变化而改变,那么当小灯泡两端电压为2V时,根据欧姆定律可得
解得
I′=0.24A
但根据第(3)问中得出的结论可知,电阻随着电压减小而减小的越来越快,所以实际上此时灯泡的电阻小于额定工作时的电阻,即此时实际电流应大于0.24A,故此时小灯泡的电功率
所以其实际功率一定大于0.48W;又因为随着电压减小,电流也减小,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.3A,所以当电压为2V时,,所以此时小灯泡的
即小于0.6W,故B正确。
14. 小灯泡短路 9V 2.2V A 2.5V 0.5 1.8
【详解】
(1)[1]灯泡额定电压是2.5V,则电压表选3V量程,灯泡与滑动变阻器串联接入电路,滑动变阻器用一上一下两个接线柱,电路如图所示
(2)[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,发现灯泡不亮,则出现上述现象的原因是:灯泡短路了。
[3]因正确连接电路后,闭合开关,则变阻器连入电路中的电阻最大,R滑=100Ω,因灯短路,故电路中只有变阻器,根据欧姆定律I=,电源电压
U=IR=0.09A×100Ω=9V
(3)[4]如图丙电压表读数为2.2V。
[5][6]测量小灯泡额定功率时,应使小灯泡两端电压为额定电压2.5V,所以要增大小灯泡两端电压,所以滑动变阻器滑片应向A端移。
(4)[7]如图乙所示,小灯泡额定电压为2.5V时,电流为0.2A,所以
2.5V0.2A0.5W
(5)[8]设电压表示数为U表,则滑动变阻器的电压为U电源−U表,根据分压原理
即
1=
由等式知,因实验中,电压表示数保持不变,电源电压为定值,故等式左边为定值,右边也为定值,故变阻器连入电路中的电阻随定值电阻的增大而增大,当定值电阻为
R定=25Ω
变阻器连入电路中的最大电阻为
R滑=100Ω
代入等式可得
U表=1.8V
故选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω来研究电流和电阻的关系,计算要完成整个探究实验,电压表示数至少为1.8V。
15.P=UI A 灯泡短路 2.2 A 0.6 B 可以多次测量取平均值
【详解】
(1)[1]测“小灯泡的电功率”实验的原理:P=UI。
(2)[2]灯泡的额定电流约为
故将电流表的0.6A接线柱与电源的正极相连;将开关的右接线柱与滑动变阻器的B接线柱相连,如下图所示:
(3)[3]据图能看出滑片右边的电阻丝接入电路,故滑片处于A端时是最大值。
[4]灯泡不亮,电流表有示数,说明电路通路;电压表无示数,说明电压表所测电路电压为0;所测电路电阻为0,所以灯泡短路。
(4)[5]由图2甲知,电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为2.2V。
[6]由于电压表的示数为2.2V,小于额定电压2.5V,故应使电流变大,减小滑动变阻器的阻值,将滑动变阻器的滑片向A端移动。
(5)[7]由图2乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;则灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W
(6)[8][9]方案A通过Rx与R串联,测得Rx两端电压,然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱,电压表示数与在a点相同,则可求得电阻值;方案B先后把电压表分别放在Rx和R0两端测出电压值,由串联分压公式可求Rx。调节电阻箱阻值,可以多次测量。方案A,只能求一次阻值;方案B可以多次测量求平均值,以减小误差。
16.滑片以左电阻丝连入电路中 正负接线柱接反了 0.3 0.14 不能 能 变大
【详解】
(1)[1]由图可知,滑片P向右滑动时变阻器阻值变大,即滑片以左电阻丝连入电路中。
(2)[2]若闭合开关时,发现电压表的指针快速转动到左边无刻度处,这是由于电压表正负接线柱接反了。
(3)[3][4]如图乙,电流表选择的是分度值为0.02A的小量程,其示数即小灯泡正常工作电流是0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(4)[5]探究电流与电压的关系时,应该控制电阻不变。而灯泡的电阻会随温度升高而发生变化,所以不能用灯泡来完成这个实验。
[6]由于上述实验已经测量出了灯泡正常发光时的电压和电流,所以可以测量灯泡正常发光时的电阻。
(5)[7]若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断,则电压表串联在电路,测电源电压,而原来测灯的电压,根据串联电路电压的规律,则电压表的示数变大。
17.断开 “10Ω 1A” 开关 右 1.14 见解析
【详解】
(1)[1]连接电路时,为了防止短路事故发生,开关应断开;
(2)[2]当灯泡正常发光时,电路中电流约为
滑动变阻器接入电阻约为
所以,应选择“10Ω 1A”的滑动变阻器。
(3)[3]根据题意知道,小灯泡的额定电压3.8V>3V,由图丙知道,电流表选用小量程;要使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大,滑片以右部分的电阻丝连入电路,如下图
(4)[4]闭合开关,灯泡不亮,两电表均无示数,则此电路是断路故障,在开关闭合状态下,在开关闭合状态下,将电压表接在电源两端电压表有示数,表明电源和电压表是完好的,将电压表接在滑动变阻器两端,电压表无示数,表明滑动变阻器之外有断路,将电压表接在开关两端是有示数,说明开关以外的路是通路,则肯定出现故障的是开关。
(5)[5][6]电压表示数小于灯泡额定电压,要测量灯泡的额定功率,需要增大灯泡两端的电压,根据分压原理知道,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,滑片应向左滑动;此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率
(6)[7]理由:电压表“0-15V”档的分度值为0.5V,无法精确测量3.8V的电压值;改进:将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表量程选用“0-3V”档,调节滑片P使电压表示数为2.2V时,读出对应电流表示数。
18. 小灯泡实际功率太小 B 0.5 0.2A B
【分析】
(1)根据电路中灯泡的额定电流大小的要求合理选择量程。
(2)分析小灯泡不发光的几种情况。
(3)依据串联电路的分压关系判断滑变两端的电压需要增加还是减小。
(4)找到小灯泡正常发光时的电流、电压值,通过公式计算。
(5)根据串联电路的电压特点求出旧电池内阻两端的电压,根据欧姆定律求出旧电池内阻。
(6)根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电压表的示数,结合选项得出答案。
【详解】
(1)[1]小灯泡的额定电流在小量程范围内,故选择“00.6A”接线柱与灯泡左侧接线柱相连,电路如图
(2)[2]电流表与电压表都是有示数的,说明电路没有故障,灯泡不亮是因为实际功率太小。
(3)[3]电压表选择03V量程,分度值为0.1V,电压为2.2V,灯泡实际电压小于额定电压,为了使灯泡正常发光,由串联电路的分压原理知,应减小滑动变阻器分得的电压,因此滑片需向B端移动。
(4)[4]由图象知:灯泡在额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(5)[5][6][7用两节新干电池作为电源时,电压表测电源两端的电压U1;用两节旧的干电池替换新电池做电源时,电路为干电池的内阻和灯泡、滑动变阻器串联,电压表测灯泡和变阻器两端的电压之和,调节滑动变阻器,使电流表达到0.2A,此时电压表的示数U2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,旧电池内阻两端的电压
U内=U1﹣U2
所以旧电池内阻
用旧电池做实验时,电压表的示数为
U=U电源﹣IR内
则电压表示数U和电流表示数I的关系为一次函数,故选B。
19. 断开 左 A 1.2 12 求平均值减小误差 灯在不同电压下的功率不同 不亮 6
【详解】
(1)[1]滑动变阻器按一上一下串联接入电路中,如下图所示:
(2)[2]为了避免连线错误而烧坏电路元件,在连接电路时,开关应处于断开状态。
[3]为了保护电路,电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端。
(3)[4]发现电流表指针偏转,说明出现短路;电压表没有示数,说明内部短路,即定值电阻短路;故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)[5][6]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.2V,即Rx两端的电压为1.2V,观察到电流表示数为0.1A,由欧姆定律,电阻的阻值为
(5)[7]由于一次实验测量的结果误差较大,故本实验进行了多次测量的目的是求平均值减小误差。
(6)[8]小灯泡在不同电压下的功率不同,故不能多次测量求平均值。
[9][10]若将电压表和电流表互换位置,闭合开关后,小灯泡不会发光,因为电压表相当于断路,此时测电源电压,即电压表示数为6V。
20. 0.75
【详解】
(1)[1]如图甲所示的电路中,电流表应串联在电路中,且小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,则通过小灯泡的电流约为
所以电流表应选用小量程。而且滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变亮,即滑片向右移动时,变阻器接入电路的阻值变小,那么变阻器下边的接线柱应接在右端,所以实物图连接如下:
(2)[2]由图乙知,灯泡正常发光时,电路中的电流为0.3A,那么小灯泡的额定功率
(3)[3]结合题意知,撤去电流表后,须通过电压表及所增加的两个开关的通断来测量及计算小灯泡在额定电压下的电流。实验时,先让电压表测量小灯泡的电压,通过移动滑片,让电压表的示数为2.5V,之后保持滑片不动,再通过两个开关的通断,测得小灯泡与定值电阻的电压,从而求此时电路中电流,从而达到测量额定功率的目的,故作图如下:
(4)[4]由第(3)小题的分析知,小灯泡正常发光时,定值电阻两端的电压
此时通过电路的电流
那么小灯泡的额定功率
21.B 0.3 0.75 6
【详解】
(1)[1]闭合开关,灯泡与电流表、变阻器串联,电压表与灯泡并联,当灯L断路后,电压表串联在电路中,电压表示数接近电源电压,电路中电流极小,会发现小灯泡不亮,电流表无示数,故B符合题意。
(2)[2][3]由I-U图像可得,当小灯泡正常发光时其两端电压为2.5V,此时电路中的电流为I=0.3A,则小灯泡的额定功率为
(3)[4]利用上述实验电路测小灯泡的电阻,电压表接入小量程,当电压表的示数如图所示时读数为1.5V,由I-U图像可得此时电路中的电流为0.25A,则此状态下小灯泡的电阻为
22. B 断路 电流与电压成正比 不可行 闭合开关S1后,灯不能正常发光
【分析】
(1)根据图甲,变阻器左下接线柱连入电路中,由图丙知电流表选用小量程串联在电路中,电压表选用大量程与电阻并联。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的端。
(3)根据故障只发生在和两个元件之中,则不是短路或断路,逐一分析可能情况,确定正确答案。
(4)根据待测电阻的图象如图所示可知,当电压为时的电流大小,由欧姆定律得出。
根据电流随电压的变化关系为一过原点的直线分析。
(5)分析开关闭合时电路的连接,根据并联电路电阻的规律及分压原理可知此时灯的电压小于,据此分析。
【详解】
(1)[1]根据图甲,变阻器左下接线柱连入电路中,由图丙知,电流表选用小量程串联在电路中,电压表选用大量程与电阻并联,如下图所示
(2)[2]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的端。
(3)[3]故障只发生在和两个元件之中:
①若短路,电流表有示数,不符合题意;若断路,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,不符合题意;
①若短路,电路为通路,电压表、电流表都有示数,不符合题意;若断路,整个电路断路,两表都没有示数,符合题意;其他电路连接完好,该故障是断路。
(4)[4][5]根据待测电阻的图象如图所示,由图象可知,电压为时,电流为,由欧姆定律得
因电流随电压的变化关系为一过原点的直线,故通过分析图象,得出的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)[6][7]①只闭合开关,待测电阻与变阻器串联,调节滑动变阻器的滑片,使电流表读数为(满足;
②保持滑片位置不变,再闭合开关,灯与待测电阻并联后再与变阻器串联,电流表读数即为此时的干路电流;由并联电阻小于其中任一电阻,故闭合开关后,由分压原理,并联部分的电压变小,灯和待测电阻的电压小于,此时的电流小于,灯不能正常发光,和不是同一状态下对应的电流,相减没有意义,故通过根据得出待测小灯泡的额定功率是不可行的。
23. 灯泡短路 0.7 灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光 灯泡电阻随温度降低而减小
【分析】
(1)本实验中电流表、灯泡、变阻器应串联在电路中,根据滑片向右移动时,灯泡变亮确定变阻器的接线柱情况;
(2)闭合开关前,滑片应滑到最大值处;常见电路故障有短路与断路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;
(3)由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流,然后由求出灯泡额定功率;如果灯泡实际功率如果太小,将不足以引起灯泡发光;灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小。
【详解】
(1)[1]测小灯泡电功率的实验中,电流表、灯泡、变阻器应串联在电路中,滑片向右移动时,灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,故应接入电路中,由表格数据可知电流表应使用量程;如图所示:
。
(2)[2][3]为保护电路,闭合开关前,滑片应滑到最大值端;闭合开关后,小灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的;电流表指针偏转,说明电路不存在断路;电压表示数为零,说明与电压表并联的灯泡短路。
(3)[4][5][6]①由表中实验数据可知,灯泡额定电压对应的电流为,灯泡额定功率为
②由表中实验数据可知,7、8两次实验,灯泡电压与电流很小,灯泡实际功率很小,由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光,所以灯泡不亮;③灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,由表格数据灯泡电压越低,通过的电流也越小,灯泡实际实际功率越小,灯丝温度降低,灯泡电阻阻值减小。
24.B 小于 变大 灯的电阻随温度的变化而变化 得出普遍性的规律 0.5 2.5 B
【详解】
(1)[1]闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡正常,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,同时观察电压表示数,即应进行B项操作。
(2)[2]小宇测量时,当电压表的示数如图乙所示时,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.8V,灯的电压小于灯的额定电压,通过灯的电流小于灯的额定电流,根据P=UI,灯的实际功率小于灯的额定功率,灯的温度小于正常发光时的温度,故测得的灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻。
(3)[3]实验时,闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,则电压表串联在电路中测电源电压(原来测灯的电压),由串联电路电压的规律,电压表示数变大。
(4)[4][5]如图丙所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,这是因为灯的电阻随温度的变化而变化,实验中多次测量是为了得出普遍性的规律。
(5)[6][7]分析图像,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
P=ULI=2.5V×0.2A=0.5W
由串联电路的规律及欧姆定律,此时滑动变阻器连入电路的阻值为
(6)[8]A.定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S2,电表测定值电阻的电压;当只闭合S1时,电压表测灯与定值电阻的电压,无法确定灯是否正常发光,故A不符合题意;
B.只闭合S2,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光;保持滑片位置不动,闭合S1,断开合S2,记下电压表的示数U1,此时电压表测R0与灯的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,灯仍正常发光,由串联电路电压的规律,R0的两端电压为
U0=U1﹣2.5V
由欧姆定律可得出通过R0的电流,即灯的额定电流为
根据P=UI可求灯的额定功率,故B符合题意;
C.无论将S2接a(电压表测定值电阻的电压)还是将接b(电压表测灯与定值电阻3的电压),不能确定是否正常发光,故C不符合题意;
D.图中只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯分别与变阻器串联,无法确定灯是否正常发光,故D不符合题意。
故选B。
25. 滑动变阻器接入的是下端两接线柱 调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V 0.5 变大 不能
【详解】
(1)[1]测量小灯泡的电功率实验(小灯泡额定电压2.5V),根据,要测量出灯在额定电压下的电流,故电压表选用小量程与灯并联,电流表与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下左所示。
(2)[2]根据实物图画出电路图,如下右所示:
(3)[3]连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,则电路的电流较小,电阻较大,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,则变阻器没有了变阻的作用,则原因可能是:滑动变阻器接入的是下端两接线柱;
(4)[4]灯在额定电压下正常发光,若想测量小灯泡正常发光时的功率,则实验中判定该小灯泡正常发光的方法是调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V;
(5)[5]根据绘制成了如图乙所示的图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
(6)[6]根据图乙的U﹣I图象可知,灯在1V的电流为0.1A,2.5V的电流为0.2A,由欧姆定律,灯的电阻为10Ω和12.5Ω,故灯的电阻随着电压的增大而变大;
(7)[7]探究“导体中电流与电压的关系”,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,则不能得出正确结论。
26.断开 5.7 右 2.5 0.75 灯丝电阻随温度的变化而发生了变化 D
【分析】
(1)连接电路时应断开开关;
(2)本实验中,电压表应与灯泡并联,电流表应与灯泡串联,由此修改电路连接;
(3)刚闭合开关时,滑片应位置最大值处,由图乙读出电路中电流和灯泡两端电压,由串联电路特点和欧姆定律计算得到电源电压;
(4)灯泡电压等于额定电压正常发光,由此根据电路特点分析判断滑片的移动方向,由P=UI计算灯泡的额定功率;
(5)灯丝电阻随温度变化而变化,从电阻大小的影响分析;
(6)由于灯泡的阻值不是定值,会随温度的升高而变大,所以根据P=I2R分析功率的变化。
【详解】
(1)[1]为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(2)[2]本实验中,电压表应该与灯泡并联,滑动变阻器、电流表与灯泡串联,修改后电路如图所示:
。
(3)[3]正确连接电路,刚闭合开关时滑片应位置最大值处,即变阻器连入阻值为20Ω,由实物知电流表使用0~0.6A量程,分度值0.02A,由图乙知,所以此时电路电流为0.22A;电压表使用0~3V量程,分度值0.1V,此时灯泡两端电压为1.3V,由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压
U=U滑+UL=IR滑+UL=0.22A×20Ω+1.3V=5.7V
(4)[4][5][6]灯泡电压1.3V小于其额定电压,为使灯泡正常发光,应减小变阻器分得电压以增大灯泡两端电压,所以滑片应向右端移动,直到电压表示数为2.5V为止;小灯泡的额定功率为
P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[7]灯泡的电阻与通过灯丝的温度有关的,当灯泡两端电压增大时,通过电流也增大,灯泡的实际功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻增大,所以小灯泡的电流与加在小灯泡两端的电压不成正比。
(6)[8]若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡的阻值不变,实际工作电阻为R,则
P额=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1
由于灯泡的阻值不是定值,会随温度的升高而变大,所以当灯泡在正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率P0>P额=4P1,所以最有可能的额定功率值P0=5P1,故选D。
27. B 灯泡或电压表短路 只闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 只闭合S、S2,保持滑动变阻器的滑片不动,记下电流表的示数I
【详解】
(1)[1]灯的额定电压为3.8V,故电压表应选用大量程与灯并联,而原电路中电压表选用小量程与灯并联是错误的,改正后如图所示:
(2)[2]该实验的原理是。
(3)[3]连接好电路后,在实验开始前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处的B端。
(4)[4]闭合开关后,电流表有示数,电路为通路,他发现小灯泡始终不亮,而电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片依然如此,则故障原因可能是灯泡或电压表短路。
(5)[5][6][7]测量步骤:
①只闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为;
②只闭合S、S2,保持滑动变阻器的滑片不动,记下电流表的示数I。
在①中,灯与定值电阻并联后再与变阻器串联,电流表测定值电阻的电流,当电流表示数为,由欧姆定律,定值电阻的电压为3.8V,由并联电路电压的规律,灯的电压为3.8V,灯正常发光。
在②中,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流
小灯泡额定功率的表达式
28. 待测电阻断路(或电阻接线柱接触不良) 2.6 5.2 0.3 0.75 450
【详解】
(1)[1]要求滑动变阻器的滑片P向接线柱移动时接入电路的阻值变小,即变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,由图3可知,电流表选用小量程与待测电阻串联,如下所示:
(2)[2]正确连线后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数几乎为零,电路可能断路,电压表示数接近电源电压且几乎不变,电压表与电源连通,若电路中只有一处故障,可判断该故障是:待测电阻断路(或待测电阻接线柱接触不良)。
(3)[3][4]排除故降障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图2,电压表选用小量程,分度值为0.1V,该示数为2.6V,由欧姆定律,则
(4)[5]小明用以上实验器材测定“额定电压为2.5V小灯泡的电功率”,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图3所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.3A。
[6]则小灯泡的额定功率为
[7]通电10min小灯泡消耗的电能为
29.A 滑动变阻器接入最大阻值,防止电流过大 2.1 B 变大
【详解】
(1)[1][2]闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A端使其接入阻值最大,防止电流过大。
(2)[3][4]小叶同学闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表接入小量程,分度值为0.1V,其示数为2.1V,他觉得此时小灯泡不够亮,应将此时位置的滑片P向B端移动减少接入电阻。
(3)[5]根据I-U图像信息,电压变化的速度大于电流变化的速度,根据可知:随着小灯泡两端的电压升高,亮度增加,电阻变大。
30.灯泡的实际功率过小 电压表 2.5 0.75 灯的功率P/W 灯的实际功率越大,灯越亮 D
【详解】
(1)[1]小华按照图甲正确连好电路,闭合开关,两表指针均有偏转,这说明灯泡有电流通过,其两端也有电压,灯泡不发光,说明灯泡的实际功率过小,达不到发光的功率。
(2)[2]原图中,电压表串联在电路中,电流表并联接入电路中,实验中应该使电压表并联到灯泡的两端,电流表串联接入电路中,所以应该将灯右接线柱与电压表左接线柱连接,如图所示:
。
(3)[3][4][5]小明正确连接好电路后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,需要观察电压表,当小灯泡两端电压为额定电压时,即为2.5V时小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)[6][7]①为达成实验目的,表格中的栏目为:灯的功率P/W;②根据表格中的数据和实验结果可知,小灯泡的亮度与实际功率的关系是:灯的实际功率越大,灯越亮。
(5)[8]A.由可知,电压表测出电压,电流表测出电流,可测量小灯泡的电阻,故A能完成,故A不符合题意;
B.将电流分别串联在电路不同处,可探究串联电路电流的特点,故B能完成,故B不符合题意;
C.分别将电压表并联在各用电器两端,可探究串联电路电压的特点,故C能完成,故C不符合题意;
D、探究电流与电压的关系要控制电阻不变,灯的电阻随温度的变化而变化,故D不能完成,故D符合题意。
故选D。
31.断开 D 0.34 0.85 1
【分析】
在测定“小灯泡电功率”的实验中,电压表与灯泡并联,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数达到灯泡的额定电压,读出电流;再根据计算额定功率。
【详解】
(1)[1]为保护电路安全,连接电路时,开关应断开。
(2)[2]图甲中,电流表连接有误,电流表应串联在电路中,按要求改正后如图所示:
。
(3)[3]改正电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表和电流表均无示数,灯泡短路或滑动变阻器短路不影响电流表示数变化,灯泡断路时电压表示数接近电源电压,滑动变阻器断路时电路中无电流,符合题意,故选D。
(4)[4][5]排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,电流表接入小量程,分度值0.02A为,其读数为0.34A,由此可知小灯泡的额定功率为
(5)[6]现有两个额定电压均为15V的灯泡L1和L2,它们的电压U与电流I的关系曲线如图丙所示,根据串联分压特点可知,将L1和L2串联后接在15V的电源上后电流相同,L1和L2两端电压分别为10V与5V,电路中电流为0.2A,则两灯消耗实际功率的差值为
32.R2 0.75 灯泡的电阻随温度的变化而变化 S2 S1 保持滑动变阻器滑片的位置不变 2.5V(I—)
【详解】
(1)[1]电路中的电流约为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的电阻约为
故应选R2。
(2)[2]电流表示数为0.3A,此时灯泡功率为
(3)[3]导体电阻与温度有关,灯泡的电阻随温度的变化而变化
(4)[4][5]丙图无电压表,应采用并联电路,定值电阻和电流表串联测出定值电阻两端电压,也就是灯泡两端电压,再测出灯泡的电流,即可求出灯泡功率,所以应闭合S、S2,使电流表示数为。
[6][7]再仅闭合开关S、S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I。
[8]此时灯泡的电流为I—,额定功率为2.5V(I—)。
33. 连接电路时开关没有断开; 滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处 0.3 0.75 0.072 LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多
【详解】
(1)[1]小灯泡、电流表串连接入电路,电压表并联在灯泡两端,如下图:
(2)[2][3]碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,是由于连接电路时,没有闭合开关;滑动变阻器接入电路的阻值不是滑动变阻器的最大阻值;
(3)[4]由图乙可知,电流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是
0.3A;
[5]小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)[6]由I﹣U图象可知,电压U=3V对应的电流I=24mA=0.024A,LED的额定功率
P=UI=3V×0.024mA=0.072W,
[7]LED工作时电能转化为光能的效率远大于小灯泡电能转化为光能的效率,因此在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮;
34.开关没有断开 D B 实际电功率
【详解】
(1)[1]为保护电路,在连接电路时,开关应断开,故小军操作上出现的错误是没有断开开关;
(2)[2]灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(3)[3]A.若小灯泡短路,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;
B.若小灯泡开路,则电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数即为电源电压,不符合题意;
C.若变阻器短路,则电流表示数,电压表示数即为电源电压,不符合题意;
D.若变阻器开路,整个电路断路,灯不发光,两表都没有示数,符合题意。
故选D;
(4)[4]灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;灯在额定电压下正常发光,2.5V大于灯的额定电压2.5V,应减小灯的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数;
(5)[5]根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线,它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI,根据P=UI,故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
35. 见解析
【详解】
(1)[1]实际功率决定灯泡的亮度,当两灯泡并联时两端电压相同,灯L1的实际功率较大;可将两灯串联,流过的电流相同,但两端电压不同,即不在额定工作状态下比较二者亮度情况,实验电路图如图所示:
。
(2)[2]闭合开关S,发现L2比L1亮,因为实际功率决定灯泡的亮度,由知,额定电压相同的灯泡,额定功率大的电阻小;在串联电路中,通过灯泡的电流相等,由知,电阻大的实际功率大,即额定功率小的L2反而更亮,所以小华的想法是错误的。
36.(1)见解析;(2)
【分析】
(1)灯的额定电压为3.8V,灯在额定电压下正常发光,若电压表选用大量程,其分度值为0.5V,无法准确测量出灯的额定电压,根据串联电路电压的规律,可知灯正常发光时变阻器的电压,由电压表小量程可知能准确测量出灯正常发光时变阻器的电压。
(2)根据P=UI,若能测量出灯正常发光时灯的额定电流即可,故可先将变阻器与灯串联,电压表测变阻器的电压,通过开关的转换,使变阻器(控制滑片位置不动)与R1串联,根据此时电压表的示数,由串联电路电压的规律及分压原理得出变阻器连入电路的电阻,从而由串联电路电压的规律和欧姆定律可得出灯的额定电流,根据P=UI求出最终得出灯的额定功率。
【详解】
(1)根据上面的分析,电路的连接如下所示:
实验步骤:
①如上图连接电路,先闭合S、S1,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.2V,灯正常发光,
②断开S1闭合S2,记下电压表示数U1,
(2)在②中,由串联电路电压的规律,R1的电压为6V﹣U1,由分压原理
故变阻器连入电路的电阻为
由欧姆定律,在①中,灯的额定电流为
小灯泡额定电功率的表达式
37. B A A 3.8 1.52 见解析
【分析】
(1)根据欧姆定律求出灯正常发光时的电流大小,确定电流表的量程与灯串联,根据小灯泡的额定电压判断出电压表的量程,因滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮确定变阻器接线柱的连接。
(2)根据串联电路电压的规律求出灯正常发光时变阻器分得的电压,由欧姆定求出变阻器连入电路中的电阻大小,结合电路的电流大小确定变阻器的选择。
(3)连接好电路并闭合开关后,由于此时滑动变阻器的阻值最大,电路中电流较小,因而电压表的示数较小,故下一步的操作应该是调节滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入电路的电阻值。
(4)灯在额定电压下正常发光,比较2V与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。根据图乙电流表小量程读数,根据P=UI求灯的额定功率。
(5)根据实验所测物理量、目的设计表格。
【详解】
(1)[1]灯的额定电压为3.8V,电阻大约为10Ω,由欧姆定律,则灯正常工作时的电流大小
所以电流表选用小量程与灯串联;因为小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表的量程为0 15V;因滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮,即电流变大,电阻变小,故滑片滑片以左电阻丝连入电路中,并与灯串联,如下所示
(2)[2]测定额定电压为3.8V的小灯泡,其中电源电压为6V且保持不变。则灯正常发光时,变阻器分得的电压
U滑=6V﹣3.8V=2.2V
灯正常工作时的电流大小I=0.38A,根据串联电路电流的规律,即为通过变阻器的电流,故变阻器连入电阻
考虑到电流因素
0.38A>0.2A
故变阻器选B。
(3)[3]连接好电路并闭合开关后,由于此时滑动变阻器的阻值最大,电路中电流较小,因而电表的示数较小,故下一步的操作应该是调节滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器的值,故选A。
(4)[4][5]灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2V小于灯的额定电压,为了能测量小灯泡的额定功率,由串联电路电压的规律,应增大灯的电压,减小变阻器分得的电压,由分压原理,要减小变阻器分得的电压,必须将滑片P向A移动,使电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光。
[6]如图乙电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=3.8V×0.4A=1.52W
(5)[7]要得到灯泡的实际功率需要分别测出不同电压下通过灯泡的电流,由P=UI计算其实际功率,同时观察灯泡亮度,表格如下
实验序号
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
小灯泡亮度
1
2
3
38. 灯泡断路 A 2.2 B 0.5 小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化
【分析】
(1)根据实物图画出电路图。
(2)若电流表无示数,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了。
(3)在“伏安法测电功率”的实验中,滑动变阻器的基本作用是保护电路,主要作用是改变灯泡的电压、电流,从而改变其实际功率。
(4)根据图乙所示电压表确定电压表的量程与分度值,由电压表指针位置读出电压表示数;根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系,由滑动变阻器在电路中的接法判断滑片的移动方向。
(5)由I﹣U图像找出灯泡额定电压所对应的电流,然后由电功率计算公式求出灯泡的额定功率。
影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积和温度;对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
【详解】
(1)[1]根据实物图画出电路图,如下图
(2)[2]闭合开关后小灯泡不发光且电流表无示数,说明电路为断路,电压表的示数很大,说明电压表与电源的两端相连,所以故障为与电压表并联的灯泡断路。
(3)[3]滑动变阻器在实验中首先起到保护电路的作用,通过改变滑动变阻器的电阻,还可以改变电路中的电流及灯泡两端的电压,故BCD不符合题意;灯泡的额定功率是不变的,其实际功率随着实际电压的改变而改变,故A符合题意。
(4)[4][5]由图乙知,电压表量程是3V,分度值0.1V,电压表示数是2.2V,电压表示数小于灯泡额定电压,要使灯泡正常发光,应向B端移动滑动变阻器滑片,增大灯泡两端的电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止。
(5)[6]由图丙所示I﹣U图像可知,灯泡额定电压U=2.5V,所对应的电流I=0.2A,则灯泡的额定功率
灯泡的额定功率为0.5W。
[7]当小灯泡两端电压增大时,它的亮度随之增强,实际电功率增大,温度升高,所以电阻也相应增大。
39.A 灯的亮度 0.6
【分析】
(1)闭合开关,由电压表和电流表均有较小示数,则电路为通路,根据灯泡不亮分析。
(2)根据实验目的分析。
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
【详解】
(1)[1]小红按图甲正确连接电路后,闭合开关,但电压表和电流表均有较小示数,则电路为通路,发现灯泡不亮,则说明电路的电流过小,电路的电阻过大,下一步的操作是移动滑片,看灯泡是否发光,选A。
(2)[2]探究小灯泡亮度与功率的关系,故表中a处内容是灯的亮度。
(3)[3]当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,则小灯泡的额定功率为:
40.
断开 B 0.75 0.5
【详解】
(1)[1]该实验中,灯泡应与电流表串联,电压表应与灯泡并联,如图所示:
(2)[2]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(3)[3]灯在额定电压下正常发光,此时电压表的示数为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,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动。
[4]此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(4)[5]已知R0=5Ω, 此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为0.5A时,此时由欧姆定律和并联电路电压的规律,灯的电压为
再读出电流表A1的示数,由P=UI才 能算出小灯泡的额定功率。
41. 滑动变阻器断路 小于 A 0.65W 小灯泡的电阻受温度的影响 测量电阻
【详解】
(1)[1]用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接如下图:
(2)[2]正确连接后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,说明电路的故障类型为断路故障;用另一只完好的电压表进行检测,把电压表接在A、F之间,电压表有示数,说明A点到电源正极的路是接通的,F点到电源负极的路是接通的,而接在C、F之间,电压表无示数,说明C、A之间的元件是断开的,所以该该电路的故障是滑动变阻器断路。
(3)[3][4][5]排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,由于实际电压小于小灯泡的额定电压,所以此时小灯泡的功率小于额定功率,要使灯泡L正常发光,则要通过减小电路电阻来增大电路电流,滑动变阻器的滑片P应向A移动,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,由图读数得电流为0.26A,则小灯泡的额定功率是
P=U额I=2.5V×0.26A=0.65W
(4)[6]测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是:小灯泡的电阻受温度的影响。
(5)[7]把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,用这一电路还可以完成的实验有:测量电阻。
42. 灯泡断路 0.32 A 灯的电阻随温度的变化而变化
【分析】
(1)滑动变阻器采用“一上一下”接法,连接好电路;
(2)若电流表示数为零,灯不亮,说明电路可能断路。电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数。灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(4)根据,结合灯的电阻随温度的变化而变化分析;
(5)若该电路中没有电流表,电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,故将灯与定值电阻串联后再与变阻器串联。要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压。保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率
【详解】
(1)[1]滑动变阻器采用“一上一下”接法,如图所示:
(2)[2]闭合开关S发现小灯泡不发光且电流表无示数,但是电压表的示数很大且接近电源电压。经检查导线无误,则出现这种现象的原因是灯泡断路。
(3)[3]排除电路故障后维续实验。当电压表示数为2V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,此时,通过小灯泡的电流为0.32A。
[4]灯在额定电压下正常发光,示数为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A端移动,直到电压表示数为额定电压。
(4)[5]根据,若电阻不变,电压为原来的二分之一,则功率为原来的四分之一,但灯的电阻随温度的变化而变化,故小聪把灯泡两端电压调为额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于额定功率的。
(5)[6]电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,故将灯与定值电阻串联后再与变阻器串联,如图所示:
43.R2 改变灯泡两端的电压 小灯泡短路 小灯泡断路 0.625 灯丝温度 0.25 滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值) U额I(或2.5I)
【详解】
(1)[1]灯的额定电压为2.5V,变阻器要分去
6V﹣2.5V=3.5V
的电压,根据分压原理
U滑∶UL=R滑∶RL
滑动变阻器的阻值至少为
R滑=(U滑∶UL)×RL=(3.5∶2.5)×10Ω=14Ω
灯正常发光的时的电流约为0.25A,故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器。
[2]因测量小灯泡在不同电压的电功率,故本实验中滑动变阻器的主要作用是改变灯两端的电压。
(2)[3]正确连接电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路;小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路或电压表短路。
[4]若小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路或电路中的总电阻太大;电压表有示数,说明与电压表与电源是连通的,因此小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是小灯泡断路。
(3)[5]根据图乙可知,当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A,小灯泡的额定功率
P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625A
(4)[6]由于灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值,故由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是灯丝温度。
(5)[7][8][9]②小红增加了一只10Ω的定值电阻R,当电流表示数为
I==0.25A
时,R两端的电压一定为2.5V,由并联电路电压的特点,灯的电压为2.5V,灯一定正常发光,故闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,灯泡正常发光;③断开开关,保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变,将电流表改接在所在灯支路中,此时电路的连接关系没有改变,只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I,R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变,灯仍正常发光,通过灯的电流I即为灯正常发光时的电流大小,故断开开关,保持滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值)不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;④小灯泡额定功率的表达式为
P额=U额I(或2.5I)
44.左 2.5 0.5 灯丝电阻随温度的变化而变化
【详解】
(1)[1]连接电路时,滑动变阻器滑片在最大阻值处,电路无故障,闭合开关后灯泡不亮,需要滑动滑片,减小其连入电路的阻值,由图可知,需要向左滑动滑片。
(2)[2]电压表量程为0~3V,其分度值为0.1V,读数为2.5V。
[3]根据电功率计算公式可得小灯泡的额定功率为
(3)[4]探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,但小灯泡的电阻会随温度的变化而变化,故小李的观点是错误的。
45.0~0.6 A 保护电路 0.5 增大 连接电路时,没有断开开关(或没有将变阻器的最大电阻连入电路中)
【详解】
(1)[1]如果小灯泡的额定功率小于1W,灯的额定电压为2.5V,根据可知,灯的额定电流为
故电流表的量程应选0~0.6A为宜。
(2)[2]要求当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数增大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,电流表选用小量程与灯串联,如下所示。
(3)[3][4]闭合开关前,图甲滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处的A端,可以起到保护电路的作用。
(4)[5]根据画出的小灯泡电流随其两端电压变化的关系图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率为
[6]由欧姆定律,灯正常发光时的电阻:
由图乙知,电压为1V、2V时的电流分别为0.14A和0.18A,同理对应的电阻大小分别为:7.14Ω和11.1Ω,故小灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大。
(5)[7]另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,实验中可能的操作不当之处:连接电路时,没有断开开关(或没有将变阻器的最大电阻连入电路中)。
46. 丙 将电压表并联在滑动变阻器的两端,再向右移动滑片使电压表的示数为0.7V,得出电流表的示数,根据P=UI算出小灯泡的额定功率
【详解】
[1]电压表与电阻并联测电阻的电压,电流表与电阻串联测电阻的电流,变阻器串联在电路中,如下图所示:
[2]在电压一定时,导体中的电流与导体两端的电压成反比,故丙图符合题意。
[3]滑动变阻器应该一上一下的串联在电路中,正确如下图:
[4]由图知,电压表选用0﹣3V的量程,分度值为0.1V,示数为2.6V;小灯泡的额定电压为3.8V,若电压表选用0﹣3V的量程,要想测量小灯泡的额定功率,需要将电压表并联在滑动变阻器的两端;因为电源是由三节干电池组成,电源电压为4.5V,所以需要向右移动滑片使电压表的示数为
4.5V﹣3.8V=0.7V
得出电流表的示数,根据P=UI算出小灯泡的额定功率。
47. 连接电路时未断开开关 滑动变阻器接入的阻值未达到最大 0.7 灯泡两端电压越小 灯丝电阻受温度影响 缺少高于额定电压的实验数据 B
【详解】
(1)[1]根据可知,灯泡额定电流约为
则电压表、电流表都选择小量程即可,电压表应与灯泡并联,电路连接如图所示:
。
(2)[2][3]小明刚连好最后一根导线,小灯泡就发出了明亮的光,说明电路是通路且电流过大,他在连接电路中出现的错误是:①连接电路时未断开开关;②滑动变阻器接入的阻值未达到最大。
(3)[4]由表中实验数据可知,当U实=U额时灯泡达到额定发光状态,此时额定功率为
[5]实验结果表明,灯泡两端电压越小,通过的电流越小,则根据根据计算的小灯泡的实际功率越小,小灯泡越暗。
[6]由于灯丝的电阻受到温度的影响,则小灯泡的电阻是变化的。
小明改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况,将测量数据和实验现象记录在下表中。
(4)[7][8]小明和同学交流时发现,他在实验设计中存在不完善的地方是灯泡两端电压等于或小于额定电压,而缺少高于额定电压的实验数据;修改实验方案后,根据串联分压特点,接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向B端调节以减小接入的阻值,变阻器分压减小,灯泡两端电压增大,再记录电压表和电流表的示数,并观察小灯泡的发光情况。
48. 右 反 2.4 3 6 闭合S1,断开S2 闭合S2,断开S1 0.8
【详解】
(1)[1]原电路中,电压表测电源电压了,应测电阻的电压,如下所示:
(2)[2][3]研究电流与电阻的关系时,应控制电压表示数不变。小东将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,根据分压原理,电压表示数变大,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,即他应右移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数恢复到U,通过多次实验可以得出在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(3)[4][5]研究电流与电阻的关系时,应控制电压表示数不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U﹣U表
根据分压原理有
①
因实验中,电压表示数U表不变,由①式可知,变阻器连入电路中的电阻随定值电阻的增大而增大,减小而减小,当定值电阻最大为20Ω时,变阻器连入电路的电阻最大为30Ω,代入①得,U表1=2.4V;
因电流表的量程为0~0.6A固定不变,故电路中最大电流为0.6A,则电路中的最小电阻为
即当定值电阻为5Ω时,变阻器接入电路中的电阻至少为5Ω,代入①得U表2=3V;即了保证实验成功,他需要控制电压表的示数在2.4V到3V之间。
(4)[6][7][8][9]①闭合开关S2,断开开关S1,移动滑动变阻器的滑片使其连入阻值为最大,即P移动到最左端,此时R滑大=50Ω,并记下电流表的示数为I1=0.12A,电流测通过变阻器的电压,则电源电压为
U=I1×R滑大=0.12A×50Ω=6V
②闭合S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.2A,灯泡正常发光;
③闭合S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置,记下电流表的示效为I2=0.15A;
④在②中,此时变阻器左边电阻丝与灯串联,电流表测电路中的电流,设变阻器滑片以右电阻为R右,则左边电阻为50Ω﹣R右,根据电阻的串联及欧姆定律有
②
在③中,根据欧姆定律有
③
将③代入②得灯正常发光时的电阻为RL=20Ω,则灯泡的额定功率为
P额=I2RL=(0.2A)2×20Ω=0.8W
49. 0.75 2 见解析 15
【详解】
(1)[1]滑动变阻器应该与小灯泡串联,电压表测量小灯泡的电压,应与小灯泡并联,所以错误导线即正确连法如图所示
。
(2)[2]由图乙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率为
(3)[3]由图乙可知,当小灯泡两端电压为1V时,电路中电流为0.2A,则此时滑动变阻器两端电压为2V,此时滑动变阻器的电阻为
所以,当滑动变阻器接入电路中的电阻是10Ω时,其两端的电压是2V。
(4)[4]探究出电流和导体两端电压关系时,需要保证电阻不变,由图乙可知,小灯泡的电阻会变化,所以这种说法不合理,理由时小灯泡的电阻会变化,无法保证电阻不变。
(5)[5]定值电阻两端的电压不变,由图丁可知,定值电阻两端的电压为
所以滑动变阻器两端的电压为
当电路中电流最小时,滑动变阻器的电阻最大,由图丁可知,最小电流为0.1A,所以滑动变阻器的最大电阻为
50.A 左 0.5 B
【详解】
(1)[1]连接好电路,闭合开关后,电流表无示数,灯泡不亮,那么电路中出现了断路,而电压表的示数接近电源电压,则电压表与电源的连接是没有断开,所以应该检查灯泡的灯丝是否烧断,如果滑动变阻器接触不良,则电压表不会有示数,故A正确。
(2)[2]由图中电压表的示数可知,此时小灯泡的电压为2.6V,大于2.5V,要想灯泡正常发光,据串联电路的分压特点,应向左移动滑片,让变阻器接入电路的电阻变大,分去更多的电压,直到电压表的示数为2.5V。
[3]由图中电流表的示数知,灯泡正常发光时的电流为0.2A,那么灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(3)[4]让小灯泡在不同电压下工作,进行多次实验,是为了探究灯泡在不同电压下,灯泡的亮度与实际功率之间的关系。故B正确。
51. 断路 2.2 右 亮 0.75 I额
【详解】
(1)[1]小灯泡的额定电压为“2.5V”,正常发光时的电阻约为8Ω,根据欧姆定律可知正常发光时流过它的电流
那么电流表量程选择0~0.6A即可;电流表与小灯泡串联,由此连接电路,如下图所示。
(2)[2]电流表没有示数说明电路中有断路现象,小灯泡不亮,电压表有较大的示数说明电压表并联的两端小灯泡断路。
(3)[3]从图乙可以看到,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,指针的位置可知电压表示数是2.2V。
[4][5]要测量小灯泡的额定功率,那么小灯泡两端的电压需要是额定电压2.5V,但这时只是2.2V,电压需要变大,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻要变小,那么从图中可看到滑片要往右移动;在此过程中,小灯泡的电压变大,根据可知,小灯泡的电功率变大,小灯泡的亮度将变亮。
(4)[6]小灯泡的额定电压为“2.5V”,从图丙可以看到,这时电流大小是0.3A,可计算出小灯泡的额定功率
(5)[7][8]闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器,使电流表读数为I额,这个电流大小是等于流过灯泡的电流大小;闭合开关 S、S1,断开开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I,这个电流是流过定值电阻和灯泡的电流之和;根据并联电流的电流规律可知,流过定值电阻的电流
定值电阻的电压
灯泡的额定电压
小灯泡的额定功率
小灯泡的额定功率是。
52.
【详解】
滑动变阻器、电流表、灯泡应串联,电压表与灯泡并联,由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V;根据知,小灯泡的额定电流为
滑片P向B端滑动时,小灯泡变亮,说明电流最大,则变阻器的电阻变小,所以应将B接线柱接入电路中,如图所示。
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