2026年青岛市物理自主招生电学实验专题
2026-06-13
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摘要:
### 基本信息
聚焦电学实验核心素养,以50道典型题构建"原理-操作-分析-创新"四层训练体系,融合科学探究与科学思维,实现方法迁移与知识网络构建。
### 专项设计
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础实验操作|15题|伏安法电路连接、器材选择、数据读取规范|从欧姆定律到实验电路,构建"原理-器材-操作"逻辑链|
|故障分析与排除|10题|短路/断路判断、电表异常分析|基于电路状态分析,培养科学推理能力|
|数据处理与图像|12题|图像绘制、误差分析、多组数据归纳|从数据到规律,渗透科学论证方法|
|综合探究创新|13题|等效替代法、特殊测量设计|拓展实验设计能力,体现质疑创新素养|
内容正文:
青岛物理自主招生电学实验专题
1.如图所示,超超在做“测量小灯泡的电功率”的实验中,将学生电源的电压调为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”(灯泡正常工作时灯丝电阻约为8Ω)。
(1)超超连接了如图甲所示电路,检查发现接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确连接的那根导线;
(2)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器,超超应在其中选择规格为________的滑动变阻器接入电路;
(3)正确连接好电路后闭合开关,发现电流表、电压表均有较小示数,灯泡不亮的原因可能是________;
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(5)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,发现测得的实际功率______(选填“>”“<”或“=”)其额定功率的;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.
(6)完成测量小灯泡的电功率实验后,同组的欣欣同学把该电路的灯泡换成了定值电阻,电压调成了未知电压,使用规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器,电路其它部分均不改变,继续探究电流与电阻的关系,可供选择的4个定值电阻分别为5Ω、10Ω、20Ω和40Ω;
①将5Ω电阻连入电路,立即闭合开关,此时电流表的示数为0.1A,将滑动变阻器移到适当位置,此时电流表的示数变化量,记录数据;
②断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻接入电路,正确操作后,读出电流表示数为________A,记录数据;若要顺利完成以上4组实验,欣欣同学设计了如下方案,你认为可行的是________。(多选)
A.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为80Ω
B.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是1.5~3V
C.如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数的范围为2.25~5V
D.如果只串联一个定值电阻,则可以串联一个10~40Ω的电阻
2.小李在做实验时,发现有一个小灯泡的螺纹外壳上有“2.5V”的标志,为测量灯泡额定功率,小李设计了如图甲所示的电路图。其中电源电压为6V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
(1)请根据图甲的电路,用笔画线代替导线,帮小李将图乙中的电路补全。(要求,滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡亮度变暗)
(2)小李连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不发光,此时,小李应先尝试_________。
A.更换新的灯泡 B.检查电路是否断开 C.调节滑动变阻器观察灯泡发光情况
(3)解决问题后,小李将电压表示数调为灯泡额定电压,并记录电流表示数,重复三次得到三组数据,如下表所示。
第一次实验
第二次实验
第三次实验
电压/V
2.5V
2.5V
2.5V
电流/A
0.48A
0.5A
0.52A
本次实验,小李多次测量的目的是_______;小灯泡的额定功率为_______W。
(4)小李改变滑片位置,作出电压表示数U与电流表示数I的关系图,如图丙所示。小李发现灯丝的电阻发生了改变,经过查阅资料可知,灯丝电阻与_______有关。
(5)为验证规律的普适性,小李选择了一个额定电压为3.8V的灯泡再次实验。小李发现,电压表选小量程时,灯泡无法正常发光;选大量程时,读数不准确。思考后,小李利用现有器材解决问题,成功完成了实验,他的方法是_______。
(6)小李将灯泡替换为定值电阻,想要用已有器材探究电流与电阻的关系。他添加了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω共五个定值电阻进行实验,通过调节滑动变阻器,将电压表示数控制为2.5V。小李发现上述五组实验,当定值电阻选为_______Ω时,无论怎么调节滑动变阻器,实验都无法完成。为了能够完成所有实验组,小李选择在电路中串联一个定值电阻,这个定值电阻的阻值范围是_______Ω。
3.阅读短文,回答问题.
跨学科实践——制作火灾自动报警装置
【任务要求】了解红外光敏电阻,应用电学知识制作火灾自动报警装置,达到学以致用的目的.
【设计制作】任务一:了解红外光敏电阻.红外光敏电阻器主要有硫化铅、碲化铅等光敏电阻器,广泛用于天文探测、非接触测量、人体病变探测和工农业生产中.小明在网上购买了一个红外光敏电阻,其电阻值与红外线强度变化的对应关系如表所示(E为红外线强度,cd表示其单位).
E/cd
1
2
3
4
6
()
18
9
6
4.5
3
任务二:制作火灾自动报警装置.小明和同学利用购买的红外光敏电阻设计如图所示的电路图,R是电阻箱,是光敏电阻,电源电压恒为10V,根据光敏电阻接收到的红外线强度变化,当a、b两点间的电压增大到某一定值时,就会触发自动报警装置.
【交流评价】同学间交流,对装置制作过程中遇到的问题和创新改进等方面进行评价。
(1)光敏电阻主要是由______(选填“导体”“绝缘体”“超导体材料”或“半导体材料”)制成的。请在图乙中描点作出光敏电阻的阻值与红外线强度E的关系图线______;
(2)如图甲,在电阻箱R接入电路的阻值不变时,光敏电阻接收到的红外线越强,则______;
A.光敏电阻的阻值越大 B.通过光敏电阻的电流越小
C.光敏电阻两端的电压越大 D.电阻箱R消耗的功率越大
(3)若小明设定红外线强度为3cd、为5V时启动自动报警装置,则电阻箱R的阻值应调到______Ω.在电阻箱R接入电路的阻值不变的前提下,某次监测电路检测到a、b两点间的电压为7.5V,可知此时红外线强度约为______cd;
(4)当电阻箱R接入电路的阻值为6Ω时,的电功率为4W,此时恰好触发自动报警装置.若预设的红外线强度相对较弱,则设定a、b两点间的电压为______V;
(5)制作完成后,同学们对装置需要改进的地方进行了交流.若要使红外线强度更弱时,也能启动自动报警装置,请提出两种合理化建议:①______;②______。
4.物理创新实验小组连接了如图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压有4V和6V两挡可选,Rx的阻值约为10Ω。滑动变阻器有R1(15Ω 3A)和R2(30Ω 2A)两种规格。
实验次数
电压
电流
电阻Rx/
电阻的平均值/
1
1
0.1
10
②______
2
2.5
0.24
10.4
3
2.8
①______
(1)小明发现图甲连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(2)小明正确连接导线后,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关后,电压表示数为1V,电流表示数为0.1A。由此判断电源电压选择的是______(选填“4V”或“6V”)挡,滑动变阻器选择的是______(选填“R1”或“R2”)规格。
(3)继续移动滑动变阻器的滑片P完成后续测量,第3次实验时,电流表的示数如图乙所示,请根据实验过程将表格中的①②两处填写完整①______;②______(Rx的平均值精确到0.1Ω)。
(4)该实验小组进行了实验创新,利用最大阻值未知的滑动变阻器R3和一个电压未知的电源(以上两器材均能满足实验要求),以及滑动变阻器R1和电流表等器材,测出了标有“0.5A”字样小灯泡正常发光时的电阻,小组成员共同设计了如图丙所示的电路,请你帮他们完成实验:
①为了完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R3______。
②先将R1、R3的滑片移至最右端。闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R3的滑片移至最左端,电流表的示数为0.4A。
③将R3的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,向左移动______的滑片,直至电流表的示数为0.5A。
④______,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表的示数恰好为0.3A。
⑤小灯泡的正常发光时的电阻Rx=______Ω。
5.小海同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备以下器材:电源电压为6V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(50Ω 1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)、小灯泡、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
实验次数
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.30
0.41
0.51
0.6
(1)请你用笔画线代替导线把图甲未连接完的实物电路连接成正确的完整电路(要求:导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移电流表示数变大);
(2)将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是__________;
(3)分析表格中的数据,可以得出结论_________;
(4)接着小海又探究电流与电阻的关系,他只更换定值电阻,其余连接均不变,其实验步骤如下:
①在电路中先接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数如图乙所示,再记录电流表示数;
②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值__________(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为U0,再记录电流表示数;
③当用40Ω的定值电阻替换20Ω的定值电阻再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为U0。为完成四次探究,小明设计了如下四个调整方案,你认为不可行的是( )
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为2.67~3V
B.如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是2~25Ω
C.如果只更换滑动变阻器,则更换后的最大阻值不小于80Ω,允许通过的最大电流不小于0.4A
D.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是2~4.5V。
(5)完成实验后,小海又用10Ω的定值电阻R连接了如图丙所示电路,已知Rx>R,电流表量程为0~0.6A或0~3A。调整电源电压,闭合所有开关和只闭合S与S2,电流表指针两次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二,则所有符合上述情况的Rx的最大值与最小值之比是_________。
6.某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是________________________________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图乙所示,为________A,此时小灯泡的电阻为________Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图丙大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是________(选填“A”“B”或“C”)。
A.B.C.
7.如图甲所示是某同学测量待测电阻Rx阻值时连接的实物电路,电源电压调节为3V保持不变,滑动变阻器最大阻值10Ω。
【进行实验】
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整;要求:滑片向右移动时,电流表示数变大;
(2)连接好电路后闭合开关,电流表有示数,电压表没有示数,调节滑动变阻器后电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能是_______。
(3)故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电流表示数如图乙所示时,电压表示数为2.5V,则待测电阻为___________Ω;
(4)接下来该同学计划分别测出两端电压分别为0.8V、1.2V、1.6V、2.0V时的电阻值,结果发现有一次实验无法完成,不可能完成实验的电压值是___________;实验中多次测量的目的是___________。
【实验拓展】
另一小组的小竹做实验时发现电压表已损坏,于是设计了如图丙的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。查阅外包装,发现该小灯泡的额定电流为。定值电阻阻值为。小竹的实验步骤如下:
①断开,闭合,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为。
②断开,闭合,保持滑动变阻器滑片位置,读出电流表示数为;
③将滑动变阻器滑片调至最左端,读出电流表示数;
④则小灯泡正常发光时的电阻___________(用题目所给符号表示)。
8.同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),规格为“50Ω,1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中______(导线不能交叉);连接好电路后根据滑片位置判断,此时______(选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验;
(2)若闭合开关后,电流表和电压表均无示数,则可能是______(选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)发生了断路;
(3)解决故障后,A、B两同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能进行了更换),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,分析图像,你认为______(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是:______;
(4)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时,______;
(5)【拓展】完成实验后,小明又用10Ω的定值电阻R连接了如图丙所示电路,已知Rx>R,电流表量程为0∼0.6A或0∼3A。调整电源电压,闭合所有开关和只闭合S与S2,电流表指针两次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二,则所有符合上述情况的Rx的最大值与最小值之比是______。
9.小明用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源为电压可调的学生电源,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,现有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片右移时,两电表示数均变大;
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表无示数,原因可能是电阻R_______ ;
(3)小红先将电源电压调到合适的值,然后分别换上多个电阻进行探究,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论____________________ ;
(4)在实验过程中,将10Ω的电阻接入电路,闭合开关调节滑片至适当位置1,此时滑动变阻器的阻值为R1,功率为P1,接着换成15Ω的电阻接入电路,闭合开关后,再调节滑片至适当位置2,此时滑动变阻器的阻值为R2,功率为P2,则R1:R2= ________ ,P1:P2= ________ ;
(5)小红想再测某电阻的阻值,发现电流表损坏,于是设计了如图丙的实验电路;
①开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电压表示数为U1,记下电阻箱示数R1;
②开关接b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电压表示数仍为U1,记下电阻箱示数R2;则= __________ (用所测物理量符号表示);若开关接b时,滑动变阻器滑片不小心向右移动了少许,测出的待测电阻值将_______ (选填“偏大”或“偏小”)。
10.在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小华利用电压可调的电源,5个阻值分别为、、、、的定值电阻,滑动变阻器( ),电压表,电流表,开关和导线等,设计了如图甲所示的电路。
(1)请你根据电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时电流表的示数变大;导线不许交叉)
(2)小华规范操作,连接好电路后闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表和电压表指针均不动!假设电路中只有定值电阻或滑动变阻器发生了一处故障,原因可能是___________。
(3)排除故障后进行实验,电源电压调到4.0V不变,多次实验后收集的数据如下表所示:
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
她在进行序号2的实验时电流表示数如图丙所示,读取并填入表中后,分析比较发现实验序号___________的数据是不真实的。
(4)想要完成全部5组实验,下列措施不可行的是___________。
A.升高电源电压 B.升高R两端的控制电压 C.串联定值电阻
(5)按照实事求是的科学探究精神,综合分析上述实验现象和数据可得初步结论:在电压一定时,通过导体的电流与电阻成___________比。
(6)小华发现还有一个标记模糊的定值电阻,她很想知道其阻值有多大?老师告诉小华这个电阻不小于30Ω,并要求她利用现有的实验器材进行测量,为保证测量结果准确,电表指针应达到半偏以上!小华认真思考后设计了如图丁所示的电路,利用电流表和滑动变阻器(最大阻值记作R0),经过调节和计算就得出了定值电阻Rx的阻值。具体操作如下:
①按电路图连接电路,电流表选择合适的量程,将滑动变阻器的滑片P调至A端,闭合开关S,读出电流表的示数为I1;
②再将滑动变阻器的滑片P调至B端,读出电流表的示数为I2;通过计算就得到了Rx的阻值。
小华为了达到老师提出的测量要求,调节的电源电压应该不低于___________V。小华这次测量的结果可表达为Rx=___________。(用I1、I2和R0等符号表示)
11.图甲是一款普通的豆芽机,项目小组想在图甲的豆芽机上增设智能控温和自动淋水功能,从而保证豆子发芽需要的适宜温度和湿度。图乙是智能豆芽机的简化模型。项目小组为此开展了以下的项目式学习。
【任务一】设计豆芽机的温控装置
控温装置的电路设计如图丙所示,可实现加热、保温两挡自动切换, 为热敏电阻(置于发育盒内),为电阻箱,、为电热丝,且。控制电路电流≥5mA时衔铁被吸下。
(1)主要是由__________(选填“绝缘体”、“半导体”或“超导体”)材料制作而成,当温度升高时,的阻值______;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)如图丙所示,开关闭合时,电磁铁的上端为______极,当衔铁被吸下来时,工作电路处于______(选填“加热”或“保温”)状态,加热与保温功率之比为__________;
(3)豆芽适宜在23℃~28℃环境下生长,豆芽机若要实现25℃自动切换挡位,则控制电路中电阻箱应该调为______Ω;干电池用久了,会导致发育盒内温度比设定的温度______(选填“偏高”或“偏低”),除了更换电池外,还可以采取措施是____________________,使得豆芽机恢复在25℃自动切换挡位;
【任务二】设计豆芽机的喷淋装置
(4)如图乙所示,水在水泵的作用下通过水管输送到淋水系统,多余的水通过沥水孔会回到水箱。水泵喷口流量指水泵1h内喷出水的质量。若水泵的流速为0.5m/s,喷口的横截面积为0.4cm2,则水泵喷口流量为______kg/h;
(5)实验小组结合豆芽的生长特性,采用淋水系统定时给豆芽淋水,而不是将豆芽浸泡在水中的原因是:____________________。控制水泵间歇性喷水的电路设计如图戊所示,AB两端输入如图己所示的周期性变化的电压,定值电阻,D为电阻可以变化的电子元件。当图戊中时,D两端的电压等于电子元件D两端的实际输入电压;时,电子元件D通过改变阻值,控制保持5V不变。则时,通过电路的电流为______A;若要使豆芽机在1小时内,喷水时间为20min,请你结合上面的电路设计,应设置的电功率______W时,水泵启动喷水。
12.图甲是小明探究“电流与电阻关系”的实验,选用的实验器材有电源(3V),电流表(0~0.6A),电压表(0~3V),滑动变阻器(20Ω 2A),阻值分别为、、的三个定值电阻,开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整________(导线不得交叉);
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表和电压表的示数都为0,用一根导线在图甲中先后连接接线柱与、与时,电压表和电流表的示数仍为0,而连接接线柱A与时,电压表和电流表的指针却明显偏转,则电路的故障可能是___________;
(3)排除故障后,接入电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为;仅将电阻由换成,应将滑片向___________(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数仍为。当电阻换成时,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都无法达到,为了完成实验,的取值不能小于___________;
(4)多次实验,可得出结论:___________;
(5)实验中发现,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压。小明对产生此现象的原因,提出了多种猜想。他提出的下列猜想中,最不合理的一项是( )(填序号)。
A.电流表本身有电阻B.导线本身有电阻C.电压表本身的电阻不够大D.电压表使用前未调零
(6)实验后,小明将定值电阻替换为小灯泡(额定电压为2.5V),想测量小灯泡的额定功率。根据测量数据画出了通过灯丝的电流与其两端电压关系的图像(如图乙),由图像可得小灯泡的额定功率为___________W。测出小灯泡的额定功率后,小明又把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率___________(选填“大于”或“小于”);
(7)实验结束后,老师又给小组一个阻值范围为的电阻箱,还有一个左右的定值电阻,下列四个设计方案中,能测出阻值的最合理的方案是( )
A.B.C. D.
13.小明和小华一起进行伏安法测电阻的实验。
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大。
(2)连接电路之前,应该___________开关。
(3)闭合开关,小明发现两电表均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻Rx、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测电阻Rx两端时,电压表无示数。则故障可能是___________。
(4)排除故障后,小明和小华配合进行实验,并根据数据画出如图乙所示的图像,由图像可知,该待测电阻Rx的阻值为___________Ω。
(5)实验后,小华又另外设计了一个测未知电阻Rx阻值的实验,如图所示。实验步骤如下:
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1,使电压表和电流表示数为合适的值;
②断开开关,将电压表右端由C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节___________使两表的示数与步骤①中相同,此时电阻箱的阻值为R2;
④待测电阻的阻值Rx=___________;
⑤若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同,原因可能是___________。
14.图甲是小明探究“电流与电阻关系”的实验,选用的实验器材有电源(3V),电流表(0~0.6A), 电压表(0~3V), 滑动变阻器(20Ω 2A), 阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻,开关及导线若干。
(1)将图甲实物电路连接完整(要求滑片向左移动时电流表示数变大)。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是_______。
(3)排除故障后,接入5Ω电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为U;仅将电阻R由5Ω换成10Ω,应将滑片向_______(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数仍为U。当电阻R换成20Ω时,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都无法达到U,为了完成实验,U的取值不能小于_______ V。
(4)多次实验,可得出结论:_______。
(5)实验完成后,小明借助一个最大阻值为R0的滑动变阻器、电压恒定且未知的电源、电流表、两个开关和导线若干,设计了如图乙的电路,测出了两个未知定值电阻R1、R2的阻值:
①仅闭合开关S1,记下电流表的示数为I1。
②仅闭合开关S2,将滑动变阻器滑片移到最左端,记下电流表示数为I2;再将滑片移到最右端,记下电流表示数为I3。
则R1=_______, R2=_______(用已知字母表示)。
15.如图为“伏安法测电阻”实验,回答下列问题。
(1)请将实验电路图补充完整。根据电路图,用笔画线表示导线,将图(b)中实物图连接完整______。
(2)本实验主要步骤有下列几项,请将下列步骤进行合理的排序,并将排序的字母标号依次填在横线上:______
A.闭合开关,观察并记录电流表、电压表的示数填入表格中。
B.按电路图连接实物图,移动滑片,使滑动变阻器接入电路中的电阻最大。
C.改变滑动变阻器滑片的位置,重复步骤A。
D.开关试触,确定所选电压表和电流表量程是否恰当,若不当,则调整。
E.根据欧姆定律计算电阻,并求出电阻的平均值。
(3)若将滑片移至某一位置时,待测电阻两端的电压表示数为,电流表示数如图所示,此时待测电阻的阻值为______。
(4)如果电流表损坏,但能提供另一只电压表,且滑动变阻器最大阻值已知,小组同学经讨论设计出利用两只电压表测量的阻值的电路如图所示,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,闭合开关,分别测出和两端的电压和,则的表达式为______。
16.如图所示,小雷做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为6V,小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样,滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。
(1)请你根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路连接好。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗,导线不能交叉);
(2)连接电路后闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数依然为零,则电路故障可能是_______;
A.灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.灯泡断路 D.电流表被短路
(3)电路故障排除后,闭合开关,逐步移动滑片,电压表示数如图丙所示,为使灯泡正常发光,应向_______(选填“左”、“右”)端移动滑片P;
(4)下表记录实验中小灯泡的I、U数据,小雷发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);可从表中推测小灯泡两端电压为1V时,其实际功率可能为_______。
实验次序
1
2
3
电压/V
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.15
0.17
0.20
A.0.1W B.0.105W C.0.125W D.0.15W
(5)测完小灯泡的电功率之后,小雷绘制出该灯泡的和图像如图所示,其中正确的是_______;
A. B.C. D.
(6)小超也想测小灯泡电功率,他更换了所有器材,他的器材有:两个小灯泡(分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样),他选择其中一个小灯泡与电源(电压为2V的整数倍且保持不变)、电流表、滑动变阻器、开关串联,然后将电压表并联在电路中,移动变阻器滑片P至最大阻值处,他闭合开关,观察到电压表示数如图丙所示,然后移动变阻器滑片P至某位置,使小灯泡正常发光,此过程中电压表指针向左偏转了6小格。请你分析:他将电压表并在了_______(选填“小灯泡”或“滑动变阻器”)两端,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为_______W。
17.小明想测量额定电压为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(电源为两节新干电池)。
(1)小明连接好电路,闭合开关,发现电压表有较大示数,电流表无示数,移动滑片时两电表的示数均无变化,则故障可能是小灯泡发生________(填“短路”或“断路”);
(2)问题解决后进行实验,某时刻电压表的示数为,为使灯泡正常发光,应将滑片向________(填“”或“”)端方向移动,直到电压表读数为________V;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为________W;小灯泡正常发光时的电阻为________(结果保留一位小数);
(4)为测量额定电流为的小灯泡的额定功率,小明又设计了如图丙所示的电路,电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使________;
②再闭合开关,保持滑动变阻器滑片的位置不变,读出电流表的示数;
③小灯泡L额定功率的表达式为_____(用、、表示)。
18.小明设计了一个简易电子秤,其工作电路图如图甲所示,为定值电阻,电流表的量程选用,压力传感器踏板受到压力后,其阻值R随所受压力F的变化而改变(如图丙所示),并导致电路中的电流发生改变,通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量,闭合开关S,小明从未站上踏板到站上踏板并最终静止在踏板上,电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示,已知电源电压,定值电阻,g取,踏板的质量忽略不计。求:
(1)时间内,小明尚未站上踏板,压力传感器的电阻是________;
(2)通过计算求出图乙中电流的大小_______(写出必要的文字说明、表达式及最后结果);
(3)时间内,压力传感器R受到的最大压力是___________N;小明的质量为___________.
(4)电流表表盘上刻度线应标为___________。
(5)此简易电子秤通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量,改写后它的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”)。
19.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路如图甲所示(电源电压)。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近,则电路故障原因可能是__________。
(2)当滑片移到某一位置时,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,则未知电阻__________。
(3)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为,请你把以下测量步骤补充完整:
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为;
②闭合开关S,__________,读出电压表示数为;
③待测电阻__________(用已知和测量出的物理量符号表示)。
20.小明在做“测量小灯泡的电功率”的实验时,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,检查电路时发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线;______
(2)电路连接正确后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数接近电源电压,则电路的故障可能是______;
(3)排除故障后重新闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(4)小明同学移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是______W。该图像不是斜直线的主要原因是:______;
(5)实验结束后,小明又想测量另一标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。他从实验室中找到最大阻值未知的滑动变阻器和一个电压未知的电源(以上两器材均能满足实验要求),经过思考,利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器和电流表等器材,设计了如图丁所示的电路。
①先将、的滑片移至最右端。闭合开关S、,断开开关,再将的滑片移至最左端,电流表的示数为0.3A;
②将的滑片移至最右端。断开开关,闭合开关S、,向左移动的滑片,直至电流表的示数为0.5A;
③断开开关,闭合开关S、,______滑片位置不动,此时电流表的示数为0.24A;
④该小灯泡的额定功率______W。
21.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实验中采用的探究方法与此相同的是______(填字母);
A.探究真空不能传声B.探究电流与电压、电阻的关系C.探究光的传播时,引入“光线”
D.探究物体动能大小时,用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小
(2)利用图______(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)生活中:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红而导线却几乎不发热。其中图______(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
(4)图乙装置通电一段时间,______(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多,是另一盒内电阻丝产生热量的______倍;
(5)图乙装置看,为了使实验现象更明显,可以将的阻值换成______(选填“4Ω的”或“6Ω的”)。
22.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小马利用电压恒定的电源与额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。
(1)如图甲所示是小马连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,请用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法________;
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表和电流表示数均较小,接下来的操作是______;
(3)然后多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数,绘制如图乙所示的图像,当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡的电阻为______;由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而______(选填“增大”、“不变”或“减少”);
(4)另一组的小河有电压为4V、6V和8V的三款电源,他将标有“0.3A”字样的另一个小灯泡、一个最大阻值未知的滑动变阻器、电流表和开关用导线串联,并将电压表并联接入电路。将变阻器的滑片置于一端,闭合开关,把电压表和电流表示数记录在下表的序号1中,再将滑片移至变阻器另一端,把相应的电压表和电流表示数记录在下表序号2中。通过分析数据可判断小河所选用的滑动变阻器最大阻值______。接着小河断开开关,仅调整电源电压并将滑动变阻器的电阻调到最大,再次闭合开关,移动变阻器滑片,同时眼睛观察______(选填“电流表”或“电压表”)示数至某一数值时,小灯泡正常发光,然后读出电压表示数如图丙所示;
实验序号
电压/V
电流/A
1
2.0
0.20
2
4.0
0.29
(5)通过分析可知小灯泡的额定功率______W,小河调整后的电源电压______V。
23.图甲是探究“电流与电阻关系”的电路,电源电压4.5V,有4个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻供选用,滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”。
(1)用笔画线代替导线将图中实物电路连接完整______(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)连好电路,闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,电路故障可能是______(填选项);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器短路 D.开关断路
(3)依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω电阻接入电路进行实验,获得数据如表:
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.6
0.3
0.2
为提高结论的可靠性,又增加一个30Ω的电阻继续实验,其他器材不变。为保持电压表示数不变,电路中需要再串联一个定值电阻才能完成实验,上述4个定值电阻中符合要求的有______个;
(4)明瑞想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻实验电路,如图乙所示。请将实验步骤补充完整;
① 开关______闭合时,电流表A的示数为I1;
② 开关S1、S2闭合时,电流表A的示数为I2,请用I1、I2和R0表示,=______;
(5)有一个铭牌模糊不清的定值电阻,估计阻值约为500Ω左右,明瑞想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0—0.6A;0—3A)、滑动变阻器(10Ω、1A)和电阻箱R0(0-9999Ω、5A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值是______。
A.B.C. D.
24.交附物理兴趣小组同学在做“用电压表,电流表测电阻”的实验中,备有:电流表一个,0~0.6A,0~3A两个量程,电压表一个,0~3V、0~15V两个量程;学生电源,电压分别为1.5V、3V、6V、15V;开关一个;定值电阻R1=15Ω,待测电阻Rx,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”的字样,导线若干。
方案①:小交同学按图所示的电路图正确连接电路,当他按操作规范进行实验时,闭合电键K,电流表A的示数为I,然后他调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。
(1)I的取值为_________;
方案②:如图是小通同学的同学们设计的测量电阻的电路图,他们决定只用一个电表完成测量,闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;两个开关都闭合时,电流表的示数变为0.3A。
(2)待测电阻R2(Rx)的阻值约为_________,为了减小电表读数时的误差,要求在几次测量中,电表指针的示数大于量程的,则电源应选用_________V,电压表应选用_________量程,电流表应选用_________量程;
方案③:晓彤同学看到小通同学的方案后,决定保持电路中的其他元件不变,只将电流表换成电压表,来测量待测电阻的阻值
(3)请在框格内画出相应的电路图_________(留有1张备用,若要涂改,请在左上角标明哪幅是最终结果)。
25.探究“电流与电阻关系”的实验中,有电源(电压6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱R、开关及导线若干。
(1)如图甲是连接的实物图,其中有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根导线,并只改接一根导线使电路成为正确的电路;(要求导线不交叉)
(2)连接电路时,开关应该断开,正确连接电路闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数较大,则电路故障可能为_______;(选填“滑动变阻器断路”“电阻箱断路”或“电阻箱短路”)
(3)将实验数据记录在下表中(不代表操作顺序),其中当Ω时,电流表示数如图乙所示,则此时的电流值为_______A;
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.40
0.12
0.10
0.08
(4)分析表中数据发现,有一组数据有明显的错误,原因是有一次在阻值为_______Ω的电阻完成后没有移动滑动变阻器所致;
(5)修正数据后,根据所测得的数据可以得到结论:在电压一定时,电流与电阻成_______比;
(6)若依次选用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻替代电阻箱,其余连接均不变,已知滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,若定值电阻两端的电压保持3V不变,当用25Ω的电阻进行实验时,调节滑动变阻器,眼睛应观察_______(填“电流表”或“电压表”),发现电压表的示数始终不能调到3V,此时电压_______(填“大于”或“小于”)3V。解决的办法有:一是可以将其中一个定值电阻串联接入电路,使得用25Ω和30Ω的电阻都可以完成实验,则选择的定值电阻是_______Ω;二是可以调整电源电压,则为了完成所有实验,电源电压不得高于_______V。
(7)实验小组又用以上电路测量了一个阻值未知的定值电阻,测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中,请在图中画出的图线( )。由图可得_______Ω。(结果保留一位小数)
(8)完成测量后,有同学提出电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中R的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响,为定值电阻。实验步骤如下:
①按照图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关,,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数和电流表的示数,
③_______(填开关情况),移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数和电流表的示数;
④可得待测电阻_______(用、、和表示)
26.在用电压表、电流表测电阻的实验中,假定电压表和电流表是准确的,但由于实验电路的不完善,也会给实验结果带来误差。例如,用图a所示电路测一阻值为1.80千欧的标准电阻R值时,实际测得的阻值为1.00千欧;而用图b所示电路测量时,实际测得的阻值为2.00千欧。
通过分析上述两个不完善的实验电路可以找到产生误差的原因。而针对误差产生的原因,设计实验电路并通过合理的实验步骤,可以大大减小实验误差。例如,用图c所示电路(图中G为灵敏电流表,当通过它的小电流有很小的变化时,它就能指示出来),按一定的实验步骤测电阻R值时,可使测量结果非常接近1.80千欧。
根据上述内容,完成下列要求:
(1)分别说明图a和图b所示实验电路给实验结果带来误差的原因。
(2)说明图b中虚线框内电路的作用。
(3)比较图c和图a所示实验电路,说明减小误差的基本方法。
(4)写出按图c测定R阻值的实验步骤。
27.小明用如甲图器材进行(一)、(二)两实验(其中电源为三节新电池,滑动变阻器铭牌标有“20Ω1A”)
(一)测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率:
(1)小明连接了如图甲的电路,经检查,发现有一条导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;( )
(2)小明改正错误后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_________W。
(二)小明想用上述改正后正确实验的电路,探究“电流与电阻的关系”,于是他取来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的六个定值电阻,用定值电阻替换小灯泡,同时把电压表的量程改接。根据前五个电阻的实验数据,小明绘制电流与电阻的图象如图丙。小明把30Ω的电阻接入电路,无论如何移动变阻器的滑片,电压表都不能达到实验控制的电压值。如果不对电路进行改动,只要把定值电阻两端电压控制在_________的范围内,同样能完成六组实验数据的测量。
(三)小亮用另一组器材做了如下实验:用标有“20Ω1A”的滑动变阻器RA连接了如图丁所示电路,测额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率。
(1)闭合S、S2,断开S1,当滑动变阻器RB的滑片在最左端,滑动变阻器RA的滑片在最右端时,电流表的示数为0.6A;
(2)________(填开关状态),移动滑动变阻器RA滑片使电流表示数为0.5A,灯泡正常发光;
(3)断开S1,闭合S、S2,保持滑动变阻器RA的滑片位置不动,调节滑动变阻器RB的滑片,使电流表的示数为0.5A;
(4)保持其中一个滑动变阻器滑片位置不动,将另一个滑动变阻器的滑片调到最左端,此时电流表的示数为1A;
(5)小灯泡的额定功率___________。
28.小林想测定额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的功率和电阻,将学生电源调到电压为3V,使用滑动变阻器规格为“20Ω 2A”。
(1)在图甲中,用笔画线代替导线将电路连接完整。____
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路故障是_______。
(3)正确连接电路后,实验中当电压表的示数达到1.5V时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为________Ω,为使灯泡正常发光,应将滑片向________(选填“左”或“右”)移动,同时眼睛注视________(选填“电流表”或“电压表”)。
(4)根据测得的数据绘制了小灯泡的I-U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息,可计算出灯泡的额定功率是________W。小林分析发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变,这是因为小灯泡两端电压的变化引起________发生变化,从而导致电阻发生改变。
(5)小林发现实验室还有一待测小灯泡(标有“2.5V”字样、额定功率在0.5W~0.7W之间),接着他采用了一个学生电源(电压为2V的整数倍)重新连接线路。闭合开关后,移动变阻器的滑片,观察到随着小灯泡亮度逐渐增加,电压表的示数逐渐变小。他经过思考后,继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,并记下了此时电压表和电流表的示数。如果将小林所记录的电压表和电流表的示数相乘,得到的电功率为1.65W。根据相关信息可知小灯泡的额定功率为________W。
29.在测量定值电阻阻值实验中,小明准备了以下器材:可调电压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测定值电阻Rx、导线若干。
(1)如图1﹣甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。(要求:当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大)____;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是 _____;
(3)排除故障后,小明测量的部分实验数据如下表所示:
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻Rx/Ω
▲
1
0.8
0.16
2
1.6
0.3
3
0.48
①▲处应填写 _____;
②实验中第3次实验的电压表示数如图1﹣乙所示,此次Rx的阻值为 _____Ω。
(4)利用小明准备的实验器材还能完成的探究实验是 _____(选填“A”或“B”);
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
【拓展】用如图2﹣甲所示的电路将电流表改装成直接测量电阻的仪表,M、N是连接待测电阻的接线端,电流表表盘如图2﹣乙所示,量程选择为0~0.6A,电源电压恒为6V。改装步骤如下:
①将M、N直接相连,调节滑片P使电流表指针指在0.6A刻度上,此后保持滑片P位置不变;
②在M、N之间接入不同待测电阻,依据R与I的对应关系,将电流表表盘上刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值,从而完成将电流表改装成直接测量电阻的“电阻表”。则该“电阻表”的刻度是 _____(选填“均匀”或“不均匀”)的,在电流表0.3A刻度处应标 _____Ω。
30.小荣同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)图甲中有一根导线的一端连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;____
(2)小荣同学改正了错误的接线,将电路重新连接好,闭合开关前,应将滑片P移到________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表、电流表均有较小的示数,对此现象判断和后续操作正确的是________;
A.灯泡短路,应更换灯泡 B.灯泡断路,应更换灯泡
C.滑动变阻器断路,应更换滑动变阻器 D.灯泡正常,应移动滑动变阻器的滑片
(3)解决上述问题后,小红测量了多组数据并根据所测数据绘制成如图乙所示的图像,可得出小灯泡的额定功率为________W;
(4)若某次测得灯泡的实际功率为额定功率的四分之一,此时灯泡的电流________0.5(选填“”“”或“”);
(5)小智、小燕同学继续验证电流跟电阻的关系,他们选择六个定值电阻(5、10、15、20、25、40)和规格为“60 0.5A”的滑动变阻器,依次增大定值电阻的阻值进行实验,其余器材及连接方式不变。小智、小燕两同学根据各自前四次实验数据作出了如图所示的图像,其中________(选填“小智”或“小燕”)同学的实验操作是错误的,经检查发现,是因为该同学在做完第一次实验之后一直忘记调节滑动变阻器。则他们选择的电源电压为________V。
(6)修正错误后,他们发现无论怎么调节滑动变阻器,都无法完成所有实验,经过讨论,他们采取只改变“滑动变阻器最大阻值”或“定值电阻两端设定的电压值”或“电源电压”的方法来完成所有实验,最终正确测得数据的各状态中,滑动变阻器功率的最大值为________W。
31.如图甲是小琪实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压6V恒定不变电压表(量程为0-3V)、电流表(量程为0-0.6A)无损坏,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图;(要求:滑片向右滑电流表示数变小)______
(2) 连接好电路,闭合开关后,电压表指针迅速偏转到最右端, 电流表无示数,其原因可能是______;
(3)接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器, 使电压表示数仍为______V, 读出对应电流表的示数并记录, 此过程滑片 P向______(选填“A”或“B”) 端滑;
(4) 为完成5次实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于______Ω;
(5)接下来小宇在“探究电流与电压的关系”实验中,运用了控制变量的科学方法。他和实验小组成员经过相互讨论,完成了该实验方案的三次设计如图1: 从A、B、C三幅电路图可以看出他们对实验不断改进的设计过程。
①由图 1A到图1B,改进的主要理由是______;②由图1B到图 1C, 改进的主要理由是______。
32.小华为了探究电流与电阻的关系,设计了如图甲所示的实验电路。他准备了如下实验器材:
两节新干电池,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为、、、、的定值电阻各一个,滑动变阻器两只(A、、B、)和导线若干。
(1)经检查发现图乙电路中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线把正确的画出来;______
(2)小华连接好正确电路后,移动滑动变阻器的滑片P到阻值最大的位置,闭合开关后,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表的示数为,则产生这种故障的原因可能是______;
(3)排除故障后,小华用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为的电阻接入电路,闭合开关,应向__________(选填“左”或“右”)端移动滑片,直至电压表示数为__________V时,读出电流表的示数;然后再进行多组实验,利用收集到的数据,作出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图像;
(4)分析图像得出结论________。
【拓展】实验过程中为了能使所选的五只定值电阻都能完成实验,应该选取滑动变阻器__________(选填字母),定值电阻两端电压应控制一定,这个电压的范围为__________。
33.小明利用电学实验盒设计并进行了以下几组实验(采用的电源都是三节新干电池):
(1)实验一:利用图甲电路来探究电流与电阻的关系,实验中控制电压表示数为U0不变;
①开关闭合前,滑动变阻器的滑片置于图中最右端;将电阻箱调至某阻值,闭合开关,调节滑动变阻器时,发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于______而造成的;
②排除故障后,调节电阻箱阻值R,多次实验,得到I与的关系如图乙所示,U0=______V;
③在本实验的交流与评估环节,甲同学想知道每次实验中滑动变阻器连入电路的电阻值,但又无法从滑动变阻器上读取。乙同学思考了一会儿,发现一个规律:在电压表示数为U0时,无论电阻箱取哪个阻值,滑动变阻器连入电路的阻值一定是电阻箱阻值的______倍;
(2)实验二:将图甲中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡,实验得到丙所示图像,则小灯泡的额定功率为______W;当小灯泡的电功率为0.6W时,小灯泡的电阻为______Ω;
(3)实验三:小明打算增加一个阻值为R0的电阻,用图丁所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1,移动滑片P使电压表的示数为U1;保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为______(用已知字母表示)。
34.用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压为6V。
(1)闭合开关,若滑动变阻器断路,观察电流表和电压表示数情况是___________;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙是___________A,则此次测得未知电阻___________。利用此组数据即得出该待测电阻的阻值,结束实验。你认为这种做法有何不妥?___________。
(3)为了保证电路安全,实验过程中选取的滑动变阻器的阻值应不小于___________Ω;
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数;
②闭合开关S,___________,读出电压表示数,则待测电阻的表达式___________。(用表示)
35.在测量小灯泡的电阻和电功率的实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)为了测量更精确,电压表应选择的量程是___________;
(2)小明按图甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是___________;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为___________A;
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向___________端滑动;随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变___________;
(5)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡的额定电压为,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,,调节的滑片,使电压表的示数为;
②接着保持变阻器的滑片位置不动,___________;
③调节的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡额定功率的表达式:P=___________(用、,、表示)
36.在“探究电流跟电压的关系”实验中,小明利用电池组(两节干电池串联,电压为3V)、滑动变阻器(10Ω;1A)、定值电阻、电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线__________;(连线不要交叉)
(2)改正图乙电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是__________;
(3)解决问题后,小明测得的实验数据如下表所示,其中第3次实验中电流表示数如图丙所示,其示数为__________A;在得到第3组实验数据后,应将滑动变阻器的滑片向__________(选填“左”或“右”)端移动适当距离得到第4组数据;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.5
分析这些数据,可以得出结论:__________;
(4)小红把定值电阻换成小灯泡,利用该电路图重复实验,却得不到小明的结论,原因是__________。
【拓展】小明查阅资料发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,于是找了一个2000Ω的定值电阻R0,利用现有器材又做了下面的实验。
①按图丁连接电路,S1接1时,定值电阻与电压表串联,电压表示数为2.5V;
②S1接2时,待测电阻与电压表串联,电压表示数为2V,则电阻Rx的阻值为__________Ω。
37.小田在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中,调到电源电压为3V,使用滑动变阻器规格为“20;2A”。
(1)在图甲中,用笔画线代替导线将电路连接完整_________;
(2)连接电路时,开关应处于__________状态。实验中当电压表的示数达到1.5V时,电流表的示数如图乙所示,此时灯泡的功率为__________W,为使灯泡正常发光,应将滑片向__________(选填“左”或“右”)移动,同时眼睛注视__________(选填“电流表”或“电压表”);
(3)小田经过计算发现,在某次正常调节滑动变阻器的过程中,滑动变阻器R的阻值变化量比灯泡L的阻值变化量大,则滑片P的移动方向是__________(选填“一定向左”、“一定向右”或“向左、向右均可”);
(4)小田根据测得的数据绘制了小灯泡的I-U关系图像如图丙所示(实线AB部分),现将规格相同的另一只小灯泡L2也串联在该电路中,将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,获得L1的I-U关系图像可能是图丙中的__________;
A.AB段 B.AD段 C.CD段 D.DE段
(5)对面聪聪发现实验室还有一待测小灯泡(标有“2.5V”字样、额定功率在0.5W~0.7W之间),接着他采用了一个学生电源(电压为2V的整数倍)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关以及导线若干;重新连接线路后,将电压表并联在电路中。闭合开关后,继续移动变阻器的滑片,观察到随着小灯泡亮度逐渐而增加,电压表的示数逐渐变小。他经过思考后,继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,并记下了此时电压表和电流表的示数。如果将聪聪所记录的电压表和电流表的示数相乘,得到的电功率为1.65W。根据相关信息可知小灯泡的额定功率为__________W。
38.小明和小红用标有“2.5V”的小灯泡进行“测量小灯泡电功率”的实验,实验中使用的滑动变阻器的规格为“40Ω 0.5A”。
(1)小明按照如图甲所示的电路图正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,而电压表和电流表均有示数,他推测出现该现象的原因可能是____________。
(2)换用同规格的完好器材后,小明正确操作,闭合开关,记录第一组数据如图乙中的黑点所示,继续完成实验,作出完整的图乙所示的图像,则小灯泡的额定功率为____________W。
(3)小灯泡正常工作时滑动变阻器连入电路的阻值为 ____________Ω。
(4)小明对本实验进行了拓展思考,以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是 ____________
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
(5)小明又将小灯泡换成几个定值电阻探究“电流与电阻的关系”,他保持定值电阻两端的电压为2.5V不变,为了安全的完成整个实验,能用到的定值电阻阻值范围为____________Ω。
39.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,有两个规格的滑动变阻器A(10Ω 1A)和B(50Ω 2A)。
(1)本实验中应选择______滑动变阻器(选填“A”或“B”);
(2)请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整______(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时小灯泡变亮,导线不得交叉);
(3)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
(4)问题解决后,继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。在某次调节中,小灯泡逐渐变亮,滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1,小灯泡的阻值变化了ΔR2、则ΔR1______ΔR2(选填“>”、“<”或“=”);
(5)若只将小灯泡换成电阻箱,还可以完成的实验是______(填标号);
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(6)实验室中有一个未知电阻R1,其阻值大约150Ω,小芳同学要准确测量它的阻值,现有下列实验器材:一节旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外还有可供选择的器材如下:
A.电流表A(量程:0﹣0.6A,0﹣3A)B.电压表V(量程:0﹣3V,0﹣15V)
C.定值电阻R1(阻值:5Ω)D.定值电阻R2(阻值:150Ω)
请你帮小芳从中选出两种合适的器材:______(填器材前面的字母序号)。
40.物理小组测量小灯泡的额定功率,电源电压为6V不变,已知待测小灯泡L1的额定电压为4V,额定功率约为1W。
(1)如图甲所示是小蒋同学连接的实物电路图,闭合开关后灯泡________(选填“发光”或“不发光”),图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)________;
(2)改成正确的电路连接后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为4V时,电流表示数如图乙所示。小灯泡L1的额定功率为_________W;
(3)爱思考的小明发现,随着电流的增大,小灯泡温度会升高,因此其电阻也在增大,但是电路中滑动变阻器的阻值却在减小。那么小灯泡电阻的变化量ΔRL和滑动变阻器电阻的变化量ΔR滑之间的关系应该为ΔRL________ΔR滑(选填“>”、“<”或“=”);
(4)如果小灯泡L1两端电压变为2V时,其实际功率在以下哪个范围内________;
A.P实<0.22W B.0.22W<P实<0.44W C.0.44W<P实<0.88W D.P实>0.88W
(5)小红同学找到另外一个外观一样、规格为“4V 3W”的小灯泡L2。两只灯泡灯丝的长度和材料一样,那么灯丝较粗的是小灯泡________(选填“L1”或“L2”);
(6)该小组想进一步检验小灯泡L2的额定功率,断开开关后(滑动变阻器滑片位置不变),用小灯泡L2替换原有小灯泡L1。当再闭合开关后,该小灯泡L2的功率_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3W,为使其两端电压达到额定电压,应让滑动变阻器的滑片__________(选填“位置不变”、“向A端移动”或“向B端移动”);
(7)小东同学设计了如图所示电路,来检验小灯泡L2的额定功率(小灯泡L2的额定电压为U额),R0阻值已知:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为________(用字母表示),此时灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S₂,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式P额=_____________(用字母U额、I、R表示)。
41.小燕利用图甲的电路测量一只小灯泡的额定功率(额定电压为2.5V),电源电压恒为6V。若实验室只有:(50Ω 0.5A)、(100Ω 0.5A)、(150Ω 0.1A)三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)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,电流表有示数,电压表无示数,可能的原因是灯泡______(选填“开路”或“短路”);
(2)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置时,电压表的示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动。小燕将记录的实验数据绘制成如图丙所示的I-U图像,可计算出小灯泡的额定功率是______W,她选择的滑动变阻器是______(选填“”、“”或“”);
(3)根据欧姆定律知识可知该小灯泡的电阻随其两端电压的增大而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);若将该灯泡与阻值为20Ω的定值电阻串联接入电源电压为4V的电路中,小灯泡的实际功率为______W;
(4)根据实验测得的结果绘制该小灯泡的电功率、电路的总功率、灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压、滑动变阻器的电流关系的图像,下列正确的是______;
A. B. C. D.
(5)小燕还想设计用单表测量该灯泡额定功率的实验方案,但发现电源意外损坏了,于是她找来一个电压未知的电源(电压恒定),利用电阻箱、阻值已知的定值电阻和几个开关。设计了如图所示的电路图。她的操作步骤如下:
①闭合开关S、,调节电阻箱,使电压表的示数为灯泡的额定电压;
②在保持电阻箱阻值不变的情况下,闭合开关S、,此时电压表示数为U;
③该小灯泡的额定功率______(用字母、和U表达)。
42.初三实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器;将电压表改装成身高显示仪所测身高越大,显示仪示数越大,且刻度均匀。
(1)滑动变阻器的工作原理是通过接入电路中的电阻丝的______来改变电阻的。滑动变阻器能变阻的接法是______接线。连接好电路好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至______的位置。
(2)同学们设计了如图所示电路,老师指出他们的设计有不够合理的地方。你认为下列分析正确的是______。
A.移动滑片P时。电路的总电阻没有变化 B.当所测身高越大时,电压表的示数越小
C.电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比 D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(3)在老师的引导下,同学们设计出了正确的电路。是图四个电路中的______电路。
(4)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝(0.5Ω/cm)、量程为0~3V的电压表。为让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为______Ω。
(5)利用选定的器材。小组同学连接好了测量电路。对身高为160cm的小曾进行测量时,电压表的示数为1.5V;对小杨进行测量时,电压表的示数为1.2V,则小杨的身高为______cm。
43.如图甲是测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。
(1)闭合开关后,小灯泡发光,但电压表示数为0V。经检查,图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是________(填写字母);
(2)排除故障后继续测量灯泡的额定功率。具体做法是,闭合开关,缓慢向________移动滑动变阻器的滑片,灯泡亮度逐渐变亮,直至电压表的示数为___________V时停止移动滑片,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是_______W。
(3)若电流表已坏,小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示的电路图,并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她的实验步骤,请将它补充完整:(注:电阻箱是一种可读出所调节电阻数值的元件)
①先闭合开关_________,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V;
②下一步操作是:将开关改为闭合__________,保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,当电压表示数为2.5V时,读出电阻箱连入电路的阻值R;
③利用上述测量出的物理量和已知量,写出小灯泡额定功率的表达式__________。
44.用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“ ”,有、、、、的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大__________。
(2)完成一组实验后,断开开关,改接10Ω的定值电阻时,有以下四步操作:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最左端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是。__________;上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是__________。
(3)依次改变电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图乙的坐标系中描绘出的关系图像为曲线A。
①由图像可得出的结论是:__________。
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器的阻值,在图乙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,则曲线B与曲线_________(选填“有交点”或“无交点”)。
45.测量同一未知电阻阻值的实验:
(1)小明用伏安法测量阻值的实验电路如图甲所示,电源电压恒为。
①电路中有一处连接错误,请在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线_________;
②改正错误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两电表均无示数,初步检查确认,电路接线完好,导线和两电表均无故障,若电路只有一处故障则发生故障的元件一定不是__________(填字母):
A.滑动变阻器 B.定值电阻 C.开关
③排除故障后,正确操作,当闭合开关时,电压表的示数为1V,电流表的示数如图乙所示,则_________Ω;小明选用的滑动变阻器的最大阻值是________Ω。
(2)小华利用电阻箱设计了如图丙所的电路,也测出了的阻值,请补全实验步骤:
①仅闭合开关S、,调节电阻箱和滑动变阻器的滑片P至合适位置,读出电阻箱的示数为,电压表的示数为;
②断开,闭合开关S、,保持___________不变,读出电压表示数为;
③则待测电阻___________(用所测的物理量的符号表示)。
(3)小刚也用丙图所示电路测出了阻值,请补全实验步骤:
①闭合开关S、,调节电阻箱和滑动变阻器至合适位置,读出电阻箱的示数为,电压表的示数为;
②闭合开关,仅调节电阻箱,使___________,读出电阻箱的示数为;
③则待测电阻___________(用所测的物理量的符号表示)。
(4)小兰将丙图中的换成了灯泡L,测量出了灯泡L正常发光时的电阻(每个开关只闭合或断开一次)。分析可知,该灯泡L的额定__________是已知的。
46.小米同学利用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。实验器材:学生电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器的规格“10Ω 1A”,导线若干。
(1)实验时连接如图乙所示电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,发现电流表示数__________(选填“变大”“变小”或“不变”),经检查发现电路中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并画出正确的连线________;
(2)排除故障后,小米用10Ω的电阻探究电流与电压的关系,在如图所示的图像中能正确表示通过它的电流与其两端电压的关系是__________(填序号);
A.B.C.D.
(3)小米接着探究电流与电阻的关系,她多次改变定值电阻的阻值,调节滑片P,使电压表示数保持不变,根据所得的四次实验数据绘制出I-R图像,如图丙所示;
①用5Ω的定值电阻做完实验后,断开开关;再用10Ω的电阻替换5Ω,闭合开关,此时应将滑片P相对于上次的位置向_________(选填“左”或“右”)端移动,直至电压表示数为_________V;
②由图像可得结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成__________(选填“正比”或“反比”);
(4)上述实验完成后,小米又找来一个阻值为25Ω的定值电阻接在电路中,继续实验,发现无论怎样移动滑片Р都不能使电压表达到原来控制的电压值,她在现有的器材基础上提出了以下实验方案,不能完成这次实验的是_________(填序号)。
A.调低电源电压的值B.在电路中串联一个5Ω的电阻
C.在电路中串联一个10Ω的电阻D.将电压表改接到滑动变阻器两端
47.小丽同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器(规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”),阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,一个标记模糊阻值未知的定值电阻Rx,以及导线若干。
(1)如图甲、乙、丙所示的实验电路图中,正确的是图______,若按图丙所示电路图连接好电路后,闭合开关可观察到电流表的指针______(选填“向右”、“向左”或“几乎不”)偏转;
(2)正确连接电路后,更换不同电阻进行实验,测得数据填入下面表格,第一次实验时,电流表的示数如图丁所示。当取下10Ω的定值电阻,换接上20Ω的定值电阻时,为控制定值电阻两端电压为______V不变,闭合开关,应将滑动变阻器的阻值相对于上次的阻值调______(选填“大”或“小”)。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.10
0.08
(3)由表中数据可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______(选填“正比”或“反比”)。
(4)根据表格数据判断,实验中选用的滑动变阻器可能是______(选填“A”或“B”)。
A.“10Ω 1A” B.“20Ω 0.5A”
(5)小丽同学在完成实验后,想知道标记模糊的定值电阻Rx的阻值(老师告知其阻值大于20Ω)。小开经过思考,设计了如图戊的电路图,其中R0为电阻箱,电源改为电压为10V的旧干电池组,电流表和滑动变阻器没有变化。具体操作如下:
①按电路图连接电路,电流表选择合适的量程。闭合开关S和S1,移动滑片到某一适当位置,读出电流表示数为0.4A;
②断开S1,闭合S,S2,调节电阻箱R0的阻值,直到电流表示数为______A,读出电阻箱的阻值为R1,则Rx=______。
48.在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是冬冬连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线。( )
(2)冬冬连好电路闭合开关,灯泡就发出了明亮的光,则他存在的问题是:______。
(3)根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(4)为了测量小灯泡的实际功率,实验中,使小灯泡两端的电压高于额定电压,但一般情况下,使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的______倍。
(5)用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由______。
(6)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测量额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R1。电源电压未知但恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R0,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动______(选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
由此可求得,小灯泡正常工作时的电阻表达式RL=______(用I1、I2、R0表示)
49.晓丹学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为10V。
(1)图甲中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置______;
(2)晓丹在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是______(选填字母);
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱B.灯泡的电阻太小C.滑动变阻器的最大阻值太小
(3)正确连接电路经过多次测量,晓丹绘制了小灯泡的图象,如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为______W;
(4)实验结束后,晓丹设计了如图丙的电路来测量另一个额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压仍为10V,定值电阻R0的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S₁断开,此时电压表的示数为2V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为6V;
④小灯泡的额定功率P=______W。
50.小红利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”和“测量小灯泡的电功率”。图中定值电阻R0的阻值为40Ω,滑动变阻器标有“60Ω 2A”字样,电源电压U=15V保持不变;另外还有两盏小灯泡L1和L2,分别标有“3V?W”和“6V 6W”字样。
(1)正确连接电路后,闭合开关,电流表指针的位置如图乙所示,可知她在闭合开关前,滑动变阻器的滑片位于_____(选填“左端”或“右端”);
(2)在“探究电流与电压关系”的实验中,定值电阻R0两端的最小电压为_____V;在“探究电流与电阻关系”实验中,如果保持定值电阻两端的电压为12V不变,那么更换的定值电阻的阻值不能大于_____Ω;
(3)滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表的示数为0.24A,则此时滑动变阻器接入电路的阻值为_____Ω。保持滑动变阻器滑片不动,断开开关S,将定值电阻R0换成小灯泡L2,电流表换成大量程后闭合开关,电流表的示数为0.6A,此时小灯泡L2两端的电压为_____V;
(4)小红突发奇想准备测量看不清铭牌的小灯泡L1的额定功率。利用现有的器材设计了如图丙所示电路,电源电压仍为U;请你将实验过程补充完整。(不考虑L2灯的电阻变化)
①闭合开关S,断开开关S1,调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为_____A,此时小灯泡L1正常发光;
②闭合开关S和S1,_____,此时电流表的示数为1.5A;
③小灯泡L1额定功率:P额=_____W。
51.小明同学在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,所给的定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω,实验中控制定值电阻两端的电压恒为1V。
(1)请根据甲图,用笔画线把图乙实物图补充完整,要求向右移动滑片,电流表的示数减小______。接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,小明发现两电表指针处于图丙所示的位置;造成这种现象的原因可能是______;
(3)排除故障后,他将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,同时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动到适当位置,目的是为______;当将定值电阻换成30Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表示数均大于1V,你认为原因可能是______;
(4)小明同学想测量未知电阻Rx阻值,又设计了图丁所示的电路,A为电流表、S为单刀双掷开关、R′为电阻箱、R0为已知电阻。现将开关S拨到a,此时电流表的示数为I;再将开关S拨到b,调节电阻箱R′的阻值。当电流表的示数为0.5I时,电阻箱的阻值为R,则被测电阻Rx的阻值为______。
A. B.R C. D.
52.圆圆在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验,小灯泡的正常发光时的电压为2.5V。
(1)如图甲,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为________V,小灯泡正常发光,若此时电流表的示数是0.3A,请帮她算出小灯泡的正常发光时的电阻是________Ω;
(2)她想创新,设计了如图乙所示的电路,R0为阻值等于10Ω的定值电阻。测量正常发光时的电阻的过程如下:
①闭合开关S和S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为________A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关S1断开,S和S2闭合,读出电流表的示数为I;
则小灯泡正常发光时电阻R =________(用已知量和测量量表示);
(3)她接着又设计了如图丙所示的电路测量Rx的电阻:
①闭合开关S,把开关S1,拨至a处,把滑片P移动到某一位置,记下电压表示数U;
②将开关S1,拨至b处,保持滑片的位置不变,记下电压表示数U';
则Rx的阻值的表达式:Rx=________。
53.下表是电热水器的部分技术参数表:
型号
额定电压(V)
水箱容量(L)
频率(Hz)
额定功率(kW)
DJW40N
220
40
50
DJW50N
220
50
50
DJW60N
220
60
50
如图是它的电路原理图,设R1、R2、R3的电阻不受温度影响,S为挡位开关。
(1)S接哪______ 挡(选填“1”“2”或“3”)时为低温挡;
(2)根据表中所给的数据计算出电路中电阻R2电阻值______;
(3)在高温正常加热状态下工作,加热5min消耗的电能是多少J______?
54.小莉同学在初三物理创新实验大赛中设计了一个电子量角器。如图甲所示,把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心O转动的金属滑片(OP的电阻忽略不计),P端与AB接触良好。如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,R0为保护电阻,电源电压U=6V不变。备用滑动变阻器分别为R1(8Ω 1A)、R2(15Ω 0.6A),小莉希望选择合适的滑动变阻器连入M、N两接线柱,把图甲装置的A、O两接线柱分别与E、F两接线柱相接,同时在EF两端并联一个电压表(接入0~3V量程),将电压表表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ,即∠AOP。
(1)用导线连接M、N两接线柱,将A、O两接线柱分别与E、F两接线柱相接,闭合开关S。当OP滑到A处时,电流表的示数为0.4A;当OP滑到B处时,电流表的示数为0.15A.由此可知保护电阻R0=___________Ω。
(2)小莉希望将“180°”刻度线标在电压表“3V”刻度线处,那么她应该选择的滑动变阻器是 ___________(选填“R1”、“R2”或“R1、R2均可”)。按此要求接好电路并将滑动变阻器的滑片调到要求位置,闭合开关S。当被测量角度为36°时,电压表的示数应该为 ___________V。
(3)若没有电压表,小莉希望通过电流表的示数获取旋转角度,即使电源电压未知,R0和电阻丝AB的电阻也未知。小莉也能通过图乙电路中电流表的示数I转换为所测角度θ。她的操作步骤如下:
①将滑动变阻器调到适当阻值后接入电路,将A、O两接线柱分别与E、F两接线柱相接,闭合开关S,将电子量角器的滑片OP滑到A处,记下此时电流表的示数为I1;
②保持滑动变阻器连入电路的电阻不变,将滑片OP滑到B处,记下此时电流表的示数为I2。
③拨动电子量角器的滑片OP,使∠AOP与被测角重合,记下此时电流表的示数为I3。已知电阻丝AB的电阻与其长度成正比,请你利用测得的物理量I1、I2、I3表示出被测角度θ的表达式。(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果) ___________。
55.用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路__________;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近与电源电压其原因可能是:__________(填选项前的字母);
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器断路
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向__________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为__________(结果保留一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻的阻值,电路图如图4,步骤如下:
①只闭合、,移动滑片,使电压表示数为1.5V,由图3可知灯泡的电流为__________A,即为的电流;
②保持滑片位置不变,电压表改接大量程,只闭合、,读出电压表示数为4V;
③的阻值为__________。
56.小华用电源()、电流表(;)在进行“伏安法”测电阻实验时:
(1)连接了如图甲所示的电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c,发现电压表未调零。将电压表调零后,重做实验,第二次测量数据如图乙中的A、B、C;
①分析图乙中的第二次测量数据,待测电阻的阻值是______;(结果保留一位小数)
②小组同学讨论发现,利用第一次的测量数据,能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值,也能求出被测电阻的阻值。分析图乙,写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值为______;
(2)添加刻度尺、鳄鱼夹等器材,探究粗细均匀电阻丝的电阻与长度的关系,实验电路如图甲所示,测得数据如表。
序号
长度
电流
①根据实验数据,可求得该电阻丝的电阻为______;
②小明在小华实验的基础上,利用该电阻丝测量未知电阻的阻值(约);
按图甲连好电路,闭合开关,在电阻丝上移动鳄鱼夹,使电流表的示数为;
保持位置不变,把接入电路,如图乙所示。闭合开关,此时电流表的示数为;请在虚线框内画出图乙的电路图__________,并求出此时的电阻为______;
小明实验时电源的实际电压比略低,则他测算出的电阻值______(偏大/偏小/不变);
为了消除因电源电压降低对电阻测量结果的影响,小明用原实验电路,改变测量方法就可以消除影响。其做法是:
连接图甲电路,闭合开关,移动使电流表的示数为,记下的位置A;
把接入电路,闭合开关,移动使电流表示数为______A,记下的位置B;
用刻度尺量出间距离为,则______。
57.在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,某中学的物理实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻,电压恒为6V的电源,“40Ω 1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)根据甲图已经连接好如乙图中的电路;
(2)首先,接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”。当电压表示数为2.8V时,电流表如图丙所示为0.28A;实验小组记录的数据表格如下,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是___________;
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压/V
1
1.4
2
2.4
2.8
3
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
0.28
0.3
(3)接着小红继续按照图乙所示电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,由此可知换上的电阻为___________Ω,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调___________(选填“大”或“小”);
②她发现当接入25Ω的电阻时,无论怎样调节滑片,电压表的示数都大于2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于___________Ω的滑动变阻器;
(4)小红思考:电阻两端的电压应控制为多少合适呢?在不改变实验器材和电路连接的前提下,实验小组分别提出了2.2V、2.4V和2.6V三个电压值,为使实验顺利进行,你认为这三个电压值中不能选择的是___________V。
58.如图甲是小能同学设计的“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,已知电源为3节新的干电池,电流表的量程为,电压表的量程为,定值电阻若干,滑动变阻器的阻值范围是。
(1)连接电路时开关应该______________(选填“断开”或“闭合”);闭合开关前,电流表指针如图乙所示,原因是电流表______________;
(2)在实验中,先接入的定值电阻,调节滑动变阻器到某一位置,观察到电流表的指针位置如图丙,此时R两端电压是______________V;保持定值电阻两端电压不变,用代替接入电路,应将滑动变阻器的滑片从上一个位置向______________(选填“左”或“右”)滑动;
(3)通过收集实验数据,得到如图丁所示的坐标图线,进一步得出结论:导体两端电压一定时,流过导体的电流与导体的电阻成______________(选填“正”或“反”)比;本实验多次实验的目的是______________;
(4)现有4个定值电阻的阻值分别为,保持第(2)问中的定值电阻两端电压不变,利用现有的实验器材,小能发现其中阻值为______________的定值电阻无法完成该实验;小能在电路中串联一个定值电阻,便能顺利完成这4次实验,改装后电路如图戊所示,则的取值范围是______________。
59.小军同学手里有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1,一个标有“3.8V”字样的小灯泡L2,他想知道两个小灯泡正常工作时的电阻,小军设计了如图甲所示的电路图测L1正常工作的电阻,滑动变阻器规格为“ ”,电源由2节新干由池串联组成。
(1)用笔画线代替导线,帮助小军按电路图甲将图乙电路连接完整;( )
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于______端(选填“A”或“B”)。闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作是______(选填下列选项);
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(3)连接好电路后,闭合开关,按照上面的操作发现小灯泡仍不发光,观察电流表有示数,电压表无示数。则电路故障可能是______;
(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,电流表示数如图丙所示为______A,此时灯丝的电阻为______Ω;
(5)如果在滑动变阻器的滑片移动过程中,小灯泡的电阻变化了5Ω,则滑动变阻器的电阻变化量______5Ω(选填“>”、“<”或“=”);
(6)实验完后,小军更换部分器材后设计了如图甲所示的电路图测L2正常工作的电阻,闭合开关,记录电压表、电流表示数;调节滑动变阻器并记录多组数据,根据数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图乙所示。小军调节滑动变阻器直到电压表示数为3.8V,保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关,将小灯泡两端电压表替换AB间导线接入电路,闭合开关,电压表示数为6.72V,将滑动变阻器的滑片移到最左端,电压表示数变为10.08V。则小灯泡正常发光的电阻为______Ω。(保留一位小数)
60.小明和小华用图甲所示的器材“测量小灯泡电功率”,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑片P右移,灯泡变亮)。( )
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障原因可能是小灯泡___________(选填“短路”或“断路”)。
(3)确定电路正确后,移动滑片P到某一点时,电压表示数为2V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________(选填“左”或“右”)移动。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,小灯泡的额定功率为___________ W。
(5)小明和小华测出小灯泡的额定功率后,还想测出不同电压下小灯泡的功率。小明的方案是:如图丙所示,他先测出多组电压和电流值,再根据公式求出对应的功率。小华的方案是:如图丁所示,她先由计算出小灯泡的电阻R,再测出多个电压值,最后根据,求出对应的功率。这两种方案可行的是:___________(选填“小明”、“小华”或“都可行”)。
61.小明用如图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,接入电路中的电阻阻值变大);___________
(2)实验中,小明发现小灯泡不亮,且无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图2所示位置,则问题可能是 ___________;
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U﹣I图像如图3所示,则小灯泡的额定功率是 ___________W,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的 ___________(选填选项前字母);
A.“5Ω,2A” B.“15Ω,2A” C.“25Ω,2A” D.“30Ω,2A”
(4)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1,小灯泡的阻值变化了ΔR2,则ΔR1___________ΔR2(选填“>”、“<”或“=”);
(5)如图4所示,定值电阻R和滑动变阻器R′串联接入电路(R′阻值足够大),电源电压为U保持不变,开关闭合时电路中的电流为I,电路总功率为各用电器所消耗功率之和,则滑动变阻器消耗功率P=___________(用U、I、R表示),则当滑动变阻器接入电路阻值从足够大到变为零的过程中其所消耗功率变化的特点为 ___________。
62.小玉在“探究电流与电阻的关系”的实验中,利用规格为“”的滑动变阻器设计了如图甲所示的电路。
(1)小玉检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在图中连接错误的那条导线上画“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;________
(2)改正后,小玉将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,若电路只有一处故障,其故障是:________;
(3)排除故障后,小玉先将的定值电阻接入电路,调节滑片在某位置时,电流表的示数如图乙所示为________,将电流值、电阻值填入表格;将的电阻换成的电阻后,她应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持________不变,再次读取电流表的示数填入表格,最后小玉将电阻接入电路进行实验。这三次实验探究,选取的电源电压最大值不能超过________。三次实验后,可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)小玉将定值电阻换成小灯泡,测出几组电流值和电压值,并绘制了的图像如图丙所示,该图像不是直线的原因是________;
(5)完成上面实验后,小玉又想测量额定电流为的小灯泡的额定功率,利用一个电压未知的电源和阻值为的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。请完成下列实验步骤。
闭合开关、,开关接接线柱,将滑片移到最右端,记下电压表的示数为;
接着闭合,接接线柱,________(选填“断开”或“闭合”),调节滑片,使电压表的示数为,此时小灯泡正常工作;
接着闭合,断开,接接线柱,变阻器的滑片 ________(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),记下电压表的示数为;
小灯泡额定功率的表达式________。
63.小明用如图甲所示的器材测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)如图小明连接好实验电路图,应先将滑动变阻器的滑片移到最__________端(选填“左”或“右”),然后闭合开关进行。
(2)小明实验时电路连接正确,闭合开关后发现小灯泡不亮,则他接下来应先__________(“观察电流表和电压表是否有示数”或“断开开关更换一个新的小灯泡”)。
(3)移动滑动变阻器的滑片P,多次进行测量,根据实验数据绘出小灯泡的U﹣I图像如图乙所示,则小灯的额定功率为__________W。
(4)从图像中我们可以看出小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,这是因为__________。
(5)小硕利用如图丙所示的电路,测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率,电源电压恒定且大于小灯泡的额定电压。定值电阻R0的阻值已知为10Ω。
①开关S1接b,S2接d,电流表示数为0.6A,则电源电压为__________V。
②开关S1接a,S2接c,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为__________A,小灯泡正常发光。
③开关S1接b,S2接c,使滑动变阻器的滑片__________(选填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”),电流表示数为0.3A。
④小灯泡额定功率P额=__________W。
64.来自度尾的小戴同学要探究文旦柚电池的电压大小U与电极插入柚子的深度h的关系。在柚子中插入铜片和锌片就能成为一个柚子电池,那么文旦柚电池的电压大小与电极插入柚子的深度有怎样的关系呢?小戴用如图所示的实验器材对该问题进行探究。
(1)闭合开关后,柚子电池将_________能转化为_________能;
(2)_________片是电源的正极;
(3)实验时,应保持其它条件不变,只改变_________;
(4)小戴同学测得的实验数据如表。
两电极插入的深度h/cm
1
2
3
4
5
6
柚子电池电压U/V
0.32
0.46
0.56
0.64
0.70
0.72
分析表格中的数据,你能得到的实验结论是_________;
(5)除了用电压表来判断文旦柚电池的正负极外,你认为还可以使用_________(填写一种实验器材)来判断电池的正负极。
65.小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,灯泡的额定电压为 2.5V,电源电压保持 6V 不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 ______(选填“短路”或“断路”);
(2)滑片 P 移到某处时,电压表示数为 2V 时,要使小灯泡正常发光,应______(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)将所测数据绘制成如图乙所示的 U﹣I 图像。由图可知:小灯泡的电阻是变化的, 主要是因为小灯泡灯丝的______发生了变化,此小灯泡的额定功率是______W;
(4)利用上述器材,在不改变电路的情况下,小华认为还可以继续探究电流与电压的关系,他的想法是 ______的(选填“正确”或“错误”);
(5)邻组的晓静同学又找来 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将 5Ω的定值电阻代替小灯泡接入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为 2V,不改变其它电路元件。接下来断开开关,保持滑片位置不变,取下 5Ω的定值电阻换成 10Ω的定值电阻,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动。在用 20Ω的定值电阻替换 15Ω的定值电阻后,他发现电压表示数始终不能调为 2V。为完成四次探究,晓静同学设计了如下方案,你认为不可行的一项是______。
A.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为 40Ω
B.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是 2V~5V
C.如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数的变化范围为 2.4V~3V
D.如果只串联一个定值电阻,则可以串联一个 15Ω的电阻
66.在测量小灯泡的电阻和电功率的实验中,选用额定电压为的小灯泡。
(1)如图甲,该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“”,并用笔画线代替导线画出正确的电路,导线不允许交叉________。
(2)排除电路故障后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是______。
(3)调节滑动变阻器滑片使电压表示数为,此时电流表的示数如图乙所示为______。则小灯泡的额定功率为______。
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压
电流
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向______端滑动;随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变______。
(5)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡的额定电压为。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S、,调节的滑片,使压表的示数为______;
②接着保持滑动变阻器的滑片位置不动,______(填写开关通断情况);
③调节的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为;
④小灯泡额定功率的表达式:______(用、、、表示)。
67.小红测量小灯泡额定功率的实验中,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)如图甲所示是小红实验时连接的电路,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画出正确的接法______;
(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为______W,小灯泡正常发光的电阻为______Ω,将滑片P缓慢向B端滑动,观察小灯泡的亮度将变______(选填“亮”或“暗”);
(3)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③只闭合开关S2,______,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=______(用I额、I1、I2、R表示)。
68.小华同学用图甲的电路图探究“电流与电阻的关系”,实验中所用的定值电阻分别是、、、,电源电压为6V不变,滑动变阻器“”。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。___________
(2)同组的两个同学先后进行实验,并作出图像如图(2)所示,___________ 图(选填“甲”或“乙”)实验操作中不符合要求。
(3)按照上述正确的一组数据继续探究:小华用的定值电阻代替原来的电阻进行应换用最大阻值不低于___________ 的滑动变阻器。如果只有“”的滑动变阻器,为了能够继续完成实验,他还可以将电源电压调至___________ V。
(4)实验结束后,小吴找到一个标有“”字样的小灯泡,他设计了如图(3)所示的电路,测量该小灯泡的额定功率,请完成下列步骤:定值电阻阻值已知,电源电压恒定。
①闭合开关,断开开关,调节滑动变阻器R的滑片,使电压表的示数为____________ V;
②保持滑动变阻器R的滑片不动,___________ ,读出电压表的示数;
③小灯泡的额定功率___________ (用已知量和测量的量的符号表示)。
69.用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系.器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ω;3A”“20Ω;2A”“50Ω;1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至_____(选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是______;
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为,电流表示数为。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I;以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出图像,如图乙所示,依据图像,得到的结论是______,实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有______字样,电源电压为______V;
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为______A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为_______A。
70.新型材料制作成各种各样的电阻被广泛应用,如热敏电阻、气敏电阻、压力电阻等。
(1)气体泄漏检测装置电路如图甲所示,电源电压不变,L为指示灯,R为气敏电阻,其阻值与气体浓度关系如图乙所示,当检测到气体浓度增大时,电流表示数______(增大/不变/减小);
(2)温度检测装置会使用热敏电阻。小珠利用图丙所示电路探究热敏电阻R与温度关系。已知电源电压恒定,为阻值可调的电阻器,当逐渐升高M中液体温度,电流表的示数逐渐增大,热敏电阻R的阻值随温度的升高而______(增大/不变/减小);为了测量更高温度,可调电阻器的阻值应调得更___________(大/小);
(3)如图丁所示,压力电阻R的阻值随压力增大而减小,某同学利用压力电阻R、保护电阻以及一个电压表(未画出)设计了一个称重装置,在图丁的电路中画上电压表能反映重力大小变化的电路。要求:电压表的读数会随重力增大而增大;______
(4)小明设计了一个电子拉力计,如图戊是其原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计)。定值电阻,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,其阻值,电流表的量程为0~0.6A。
①闭合S后,若不受拉力时滑片在a端,电流表的读数为0.1A,则电源电压为___________V;
②已知该弹簧伸长的长度与所受拉力F间的关系如图己所示。则当开关闭合后,当电流表的读数为0.3A;作用在拉环上水平向右的拉力为___________N。
71.在探究“电流和电压关系”的实验中,提供器材有:电源(电压保持3V不变)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻()、小灯泡、滑动变阻器(标有“”字样)、开关和导线若干。
(1)同学们经过讨论,依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示;
①探究电流与电压关系时,应保持___________不变,图甲中,因为___________所以不能用于该实验探究;
②由图乙改进为图丙是因为用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压___________(选填“改变”或“保持不变”);
(2)上述实验结束后,小明想测量额定电压为2.5V的小灯泡的正常发光时的电阻,发现电流表已经损坏,于是利用原有的部分器材,又找来一个电压表,设计了如图丁所示的电路。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表V1的示数为___________V,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,滑动变阻器滑片___________(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出___________;
③小灯泡正常发光时的电阻为___________。(用已知量和测量量表示)
72.小明同学利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为、、。
(1)闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,原因可能是___________;
(2)排除故障后,进行实验,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像;
①由图像丙可以得出结论:___________;
②上述实验中,小明用的电阻做完实验后,然后将的电阻接入电路,闭合开关,电压表的示数将会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),此时应该向___________(选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为___________V,然后读出电流表的示数;
(3)若已知滑动变阻器的规格为“”,电源电压为6V,电流表量程为0~0.6A,为完成探究,定值电阻两端能控制的电压范围是___________;若小聪同学将电路中的定值电阻改为额定电压为2.5V的小灯泡,来测量它的额定功率;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如下图丁所示,则小灯泡的额定功率是___________W。在实际测量中,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏___________。
(5)利用如图戊所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为)。
①只闭合开关S和,调节___________,使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关___________,调节,使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为;再将的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式___________(用、、、表示)。
73.小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整___________(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮);
(2)闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,电流表的示数为小灯泡的额定功率为___________W;再调节滑动变阻器滑片使电压表的示数达到3V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W;
(3)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为___________V;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1,拨至“2”读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额=___________(用U额、U0、R0表示);若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值___________(选填“偏大”或“偏小”);
(4)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变;图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像;
①由图像可知小红将定值电阻R两端的电压控制为___________V不变;当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②实验结论是电压一定时,___________;
③实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验,老师指导小红分析了不能更换的原因;你认为不能更换的原因是___________。
74.科学实验小组同学做“伏安法测电阻”的实验,实验器材有:干电池2节,滑动变阻器(“20Ω 1A”)、小灯泡、电流表、电压表、开关各一个,不同阻值的定值电阻及导线若干,连接如图甲所示的实物图。
(1)请用笔画线将实物图连接完整,使滑动变阻器的滑片左移时,电流表示数变小;________
(2)闭合开关后,移动滑片,发现电流表无示数、电压表示数不变,则故障可能是_______;
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.6V,电流表示数为_________A。如图乙所示,则未知电阻Rx=__________;
(4)三个小组完成实验后,根据记录的数据在同一坐标系中描绘出图丙中b、c、d三条I~U图像,小红同学根据图像得到三个电阻值后,为了减小误差,取三个电阻的平均值,你认为此做法是_____(正确/错误)的;小明同学通过图像发现:“当导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律。请写出分析方法: ________________;
(5)小明同学继续探究I与R关系时,小红同学提议:既然探究时需要保持电阻两端电压不变,图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。他们选择5Ω、10Ω、20Ω的电阻由小到大接入电路,闭合开关后,读出电流表示数分别为0.42A、0.24A、0.13A,发现无法验证。于是他们计划仍按图甲进行探究,分析测量数据后,选定准备加在电阻两端的电压值U。为确保完成验证,则这个电压值U最大不超过_________V;
(6)小亮同学在数字化实验室测量小灯泡电阻时发现,闭合开关的瞬间(t=0)开始利用传感器记录电路中电流随时间的变化情况(如图丁),电流先变小后不变的原因______。
75.某物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率:恒压电源(6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器(标有“60Ω 1A”字样)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)在实验前检查仪器时,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是________;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动,灯泡变亮;______
(3)正确连接电路后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表无示数,你认为造成这一现象的原因可能是__________;(选填字母)
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从大量程的刻度线看出指针停在10V处,则灯泡实际电压为__________V。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向__________移动(选填“左”或“右”),直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是__________W;
(5)实验完成后,同学们还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,于是选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻替换小灯泡,其它器材及电路连接不变。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,应控制定值电阻两端的电压不低于__________V;
(6)电源可分为电压源和电流源两种,电压源的输出电压是恒定的,电流源的输出电流是恒定的。如图丁所示,分别是电压源与电流源的电路符号。在某次社团活动中,物理兴趣小组设计了如图戊所示的电路,电流源输出电流一定,R为定值电阻,下列说法正确的是_________。
A.向左移动滑片,电阻R的电功率不变
B.利用该电路可以探究电压一定时,电流与电阻的关系
C.利用该电路可以探究电阻一定时,电流与电压的关系
D.利用该电路可以测量未知电阻的阻值,并且可以多次测量求平均值减小误差
76.小阳同学利用如图的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0~50Ω”。
(1)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变;
(2)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图乙中的数据分析,阻值为___________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为___________Ω的定值电阻。正确实验后,他得出的本实验结论是:___________。
77.实验小组的同学们用“伏安法”测量小灯泡的电阻和电功率,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,帮助同学们完成图(a)甲中实物电路的连接,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小_______;
(2)检查电路无误后,小华闭合开关,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是小灯泡________(选填“短路”或“开路”);
(3)排除故障后,小龙缓慢移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,如图(a)乙所示,电压表示数为________V,若他想测量小灯泡正常发光时的电阻,应将图(a)甲中滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V.小龙通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,作出了如图(a)丙所示的图像,由图可知小龙使用的小灯泡正常发光时的电阻为________Ω,一旁的小光迅速算出小灯泡的额定功率为________W;
(4)聪明的小宝采用“伏安法”对四个定值电阻各测量一次,把每个定值电阻两端的电压和通过的电流在坐标系中描点,得到了图(b)中甲、乙、丙、丁四个点.若将这四个定值电阻并联后,接入同一电路中,则电功率最大的是________;
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(5)小琪在图(a)甲的基础上,更换电池、小灯泡和滑动变阻器.进一步进行“测小灯泡的电功率”的实验.闭合开关后,逐渐向同一个方向移动滑动变阻器的滑片P,部分实验数据和现象如下表.由下表的数据可以推测出从第1次实验到第2次实验过程中,滑动变阻器和小灯泡的功率变化量分别记为、,若考虑温度对灯丝电阻的影响,则________(选填“>”“=”或“<”)。
实验次序
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡亮度
1
1
0.1
不亮
2
0.3
正常发光
3
8
0
不亮
78.在探究“电流与电压关系”的实验中连接了如图甲所示的电路,电源是三节新的干电池,定值电阻阻值为10Ω,滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”的字样。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,检查电路后发现有一条导线连接有误,请将连接错误的导线画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_________。
(2)改正错误后,闭合开关发现电流表和电压表指针立刻有较大的偏转,其原因是_________。接着小明只调节滑动变阻器滑片到某一位置时,观察到电流表指针如图乙所示位置,则此时电压表示数应为_________V,如果想使电流表的示数为0.3A,应再向_________(填“左”或“右”)调节滑动变阻器滑片,通过多次实验可以得出在电阻一定时,通过导体的电流与电压成_________比。
(3)为了保证电路中各元件安全,变阻器连入电路的最小阻值为_________Ω。
(4)将定值电阻换成小灯泡后移动滑动变阻器的滑片,通过观察电流表和电压表的示数做出了如图丙所示的I~U图像,当电压表的示数为2.5V时,灯丝电阻为_________Ω,但发现I~U图像并不是一条直线,原因是_________;
(5)小明想挑战一下自己,于是设计了如图丁所示的电路图来测量已知额定电流为0.3A的小灯泡L的额定功率。其中电源未知,R1、R2是最大阻值均为20Ω的滑动变阻器。请你将小明的实验步骤补充完整。
①将两个滑动变阻器的滑片都放到最右端,闭合开关S1和S2,读出电压表示数为6V。
②断开开关S2,保持滑动变阻器_________(填“R1”或“R2”)的滑片的位置不动,调节另一个滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_________V。
③保持滑动变阻器R1和R2的滑片的位置不动,再闭合开关S2,读出电压表示数为4V。
④小灯泡额定功率P额=_________W。
79.小明在做“用伏安法测小灯泡电功率”实验,所使用的待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示的是未连接完整的实验电路,请用笔画线表示导线,将它连接完整______(要求:当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变大);
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表、电流表的指针都有较小的偏转,则接下来,他的操作是______;但是无论怎样移动滑片,电压表示数无法达到2.5V,造成这一现象的原因可能是______(写出一点即可);
(3)完成上述实验后,小华又重新设计了如图乙所示电路,测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正常工作的电流为I1。请根据以下实验步骤写出小灯泡的额定功率表达式(已知电源电压不变,为U)。
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I1;
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表示数为I1;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;则小灯泡的额定功率表达式为P额=______。(用字母表示)
80.小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:待测电阻Rx(约为10Ω)、电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(规格为“20Ω,1A”)、开关各1个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实验电路连接完整_________(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表的示数变大)。
(2)闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,造成该现象的原因是____________。
第一组
第二组
第三组
第四组
电压/V
1
1.8
2.6
3.2
电流/A
0.1
0.18
0.26
0.32
(3)排除故障后,小明开始实验,并记录了四组实验数据,如表中所示,小明测得的待测电阻Rₓ的阻值为____________Ω;同桌在分析实验数据时,发现这四组数据中有一组数据是小明编造出来的,并不科学,请你判断编造的数据是第____________组,你判断的依据是__________;
(4)小陈同学用如图丙所示的电路图测量Rₓ的阻值,电源电压恒为3V,滑动变阻器(规格为“20Ω,1A”),还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用,小陈同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关S₁拨至a位置,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;
②断开开关S,将单刀双掷开关S1拨至b位置;
③闭合开关S,调节电阻箱,使电压表示数为____________V,读出电阻箱示数,即等于Rx的阻值。
(5)小陈同学发现自己的测量结果却比小明同学的测量结果大了4Ω,检查分析后发现,是在步骤③之前,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了____________Ω。
81.实验小组在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材:电源(电压恒为6V)、待测小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为8Ω)、电流表、电压表、开关、规格分别为(10Ω;1A)和(30Ω;0.5A)的滑动变阻器各一个、若干导线。
(1)为完成本次实验,应选择滑动变阻器________(选填“”或“”);
(2)请用笔画线代替导线将如图甲所示的实验电路连接完整_________;
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障原因可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障,闭合开关,移动滑片P至某位置时。电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动。通过实验绘制出小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;正常发光时小灯泡灯丝的电阻为________Ω;
(5)实验后,小组中的小聪利用已知阻值的定值电阻代替电压表设计了如图丙所示电路,来测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率。请将下列实验步骤补充完整。
①断开开关,闭合开关、,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为________(用字母表示),此时灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关,闭合开关、,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式:________(用字母、I、R0表示)。
82.小华用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整,使滑片向右移动时灯泡变亮_________;
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡没有发光,但电流表电压表均有示数,接下来应进行的操作是_________;
(3)测量过程中,滑片在某一位置时,电压表示数为2V,为测量灯泡的额定功率,应缓慢将滑片P向______移动,灯正常发光时电流表示数如图乙所示,灯泡的额定功率______W;
(4)小华根据实验数据画出小灯泡关系图像如图丙中实线所示,结合图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,实际功率范围是_____;
A.P<0.48W B.0.48W<P<0.6W C.0.6W<P<0.75W D.P<0.75W
(5)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压U与通过它的电流I关系进行了探究,根据实验数据也画出了图像。你认为正确的是图丙中的虚线______;
(6)小华设计了如图丁所示的电路图,测量小灯泡在正常工作时的电阻。已知电源电压恒为U,小灯泡额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0。请将下列实验步骤填写完整:
①只闭合S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为______;
②保持滑片P不动,断开S2、闭合S1,读出电压表示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=____。(用已知量和所测物理量符号表示)
83.如图甲是小明“测量小灯泡功率”的实验电路,电源电压3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,图中导线a端应与电压表上标有数字_______(3/15)的接线柱相连;
(2)闭合开关前,应将滑片P置于_______端(A/B);
(3)实验时无论怎么移动滑片P,小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是_______(写出一种即可);
(4)若要测量灯泡的额定功率,应移动滑片P,使电压表的示数为_______V时,记下电流表的示数;
(5)根据实验数据画出I﹣U图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时额定电流为_______A,则小灯泡的额定功率P0=_______W;
(6)有两只灯泡,与实验中的灯泡规格相同,将它们串联在2.5V电路中,两只灯泡消耗的总功率_______;
A.大于 B.等于 C.小于 D.等于P0
小华同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,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“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(7)小华设计了如下图丙所示的电路,她应选择滑动变阻器______(选填“R1”或“R2”)完成实验;
(8)移动滑片,当电压表的示数为______V时,小灯泡正常工作。读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为______W;
(9)实验中,小华向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流表示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大。若滑动变阻器接入电阻减小了ΔR1,小灯泡电阻增大了ΔR2,则ΔR1______ΔR2(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(10)据实验测得的数据画出小灯泡U-I关系图像如图丁(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:______。
A.P实≥0.625W B.0.5W≤P实<0.625W C.0.4W<P实<0.5W D.P实≤0.4W
84.小高同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材;电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为3.8V的待测小灯泡(电阻约为12Ω),滑动变阻器两个(A:“5Ω;2A”,B:“20Ω;0.5A”)。
(1)该实验的实验原理是__________;实验中,应选用的滑动变阻器是__________。(选填“A”或“B”);
(2)如图甲是小高同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路连接正确_________(不能与其他导线交叉);
(3)小高确认电路连接无误后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是___________________;
(4)纠正错误后,记录的实验数据如下表所示:
实验序号
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
额定功率
1
3.0
0.24
0.72
1.13
2
3.8
0.30
1.14
3
4.5
0.34
1.53
由上表可知,小高在处理实验数据时的错误是:____________________,小灯泡的额定功率为__________W,实验中是向__________(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片;
(5)小高绘制出了小灯泡电流随电压变化图像如图乙所示,结果发现图线不是直线,这表明灯泡的电流与电压不成正比。小高很纳闷,请你帮助他分析原因:____________________;
(6)由于小高粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻
再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率
则灯泡的额定功率__________(选填“>”“=”“<”)1.1552W;
(7)实验时,小高发现滑动变阻器的BP部分比PC部分热,这是因为__________;
(8)测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像,如图,下列可能正确的是__________;
A.B.C.D.
(9)该组的另一同学接着实验时,发现电压表0~15V量程已经损坏,0~3V量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你在虚线框内画出正确的电路图_________。
85.实验室有一个电学黑箱,其外形如图甲所示,箱体外有四个接线柱,实验室老师提醒他们,内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻,全组的意见是:先制作一个探测器,把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连,推测内部的连接情况。
(1)甲组的小李组装了探测器,如图乙所示,其中电源电压为3V,电阻R阻值为5Ω,其作用是______;同学们把探测器的E、F端分别与黑箱的接线柱连接,闭合开关,移动滑块;
测试次数
与E、F连接的接线柱
电流表示数/A
第1次
A、B
0.2~0.6
第2次
A、C
0.15~0.3
第3次
A、D
0.12~0.2
第4次
B、C
0.3
第5次
B、D
0.2
第6次
C、D
0.15
(2)滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(3)请在图丙中方框内画出箱内各元件连接电路图,并在定值电阻旁标明其阻值______。
86.小张在“伏安法”测小灯泡电阻实验中,连接了图甲所示的实物图,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是 __________,闭合开关前,应向 __________(选填“A”或“B”)端调整滑动变阻器的滑片。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该进行的操作的是 __________。
A.检查导线连接是否良好B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关D.观察电流表和电压表是否有示数
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 __________A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 __________(选填“变大”“变小”或“不变”)。换上相同规格的灯泡,重新测量数据,并绘出I﹣U图像如图丙中的A所示。
(4)分析图像A可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 __________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图像如图丙中的B所示,你认为错误的原因可能是 __________。
(6)【拓展】完成上述实验后,他们又找来了两个开关和一个最大阻值为R的滑动变阻器R1,设计了不用电流表测量这个小灯泡正常发光时电阻的电路,如图丁所示,请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式。
①只闭合S和S1,调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表示数为 __________,此时小灯泡正常发光。
②只闭合S和S2,保持R1的滑片位置不动,__________,使电压表的示数仍为2.5V。
③__________,记录电压表的示数U′。
④已知电源电压为U,则小灯泡正常发光时的电阻RL=__________(用已知和测量的物理量的符号表示)。
87.小慧在“探究电流与电阻关系”的实验中,选用了如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,五个阻值不同的定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,把图甲实物图连接完整______(要求:向左移动滑片电流表示数变大);
(2)连接电路前,开关应处于_______状态:
(3)图乙是小慧根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,其中阴影面积表示的物理量是______;电阻由10Ω更换为5Ω时,为使R两端的电压保持不变,滑动变阻器的滑片应向______(选填“左”或“右”)端滑动,直至电压表示数为______记下此时电流表的示数;
(4)在实验中,小慧选用的滑动变阻器的最大电阻为50Ω,为了利用以上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持_______V不变;
(5)如果用本实验的器材测小灯泡的阻值,能否多次测量求平均值,为什么?______;
(6)小慧又利用电源(电压恒定但未知)、电流表、阻值为R0的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了下图所示的电路,测量未知电阻 Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器滑片到某一位置,此时电流表示数为I1。
②开关S闭合,开关S1接b时,变阻器的滑片______(选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为I2:
③电阻Rx=______(用I1、I2和R0表示)。
(7)最后老师拿出一阻值约为500Ω 电阻Rx,并提供以下器材:两节新干电池、电压表(量程为 0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω 1A),电阻箱R2(0~999Ω 5A)一个:开关、导线若干,班级四个小组讨论后设计了四个电路如图所示,其中能准确测出Rx阻值的是( )
88.在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路图。(要求连线不得交叉)( )
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数。造成这一现象的原因可能是___________(只填序号)。
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器断路
(3)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟电阻成___________(选填“正比”或“反比”)。
(4)上述实验中,小强用R=5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向___________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________V时,读出电流表的示数。
(5)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器___________。
A.“20Ω 1.0A ” B.“30Ω 1.0A” C.“50Ω 1.0A”
89.小龙同学利用如图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,所选择的器材有新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一只,“30Ω 1A”的滑动变阻器,电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲连接的实物图中有一根导线连接错了,请你在按错的那根导线上画“×”,并用笔画线代表导线将电路连接正确(要求导线不能交叉);______
(2)小龙选择了一个10Ω的电阻,将电路正确连接后,闭合开关前发现电流表指针位置如图乙所示,产生此现象原因是_______;
(3)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数。可能的故障是定值电阻R_______(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,小龙首先探究电流与电压的关系。小龙将多次测量所得数据的结果绘制成如图丙所示的U-I图像,可得出结论:当电阻一定时,流经导体的电流与导体两端的电压成_______;
(5)小龙继续探究电流与电阻的关系。
①他首先把5Ω电阻接入电路,移动滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直到使电压表指针如图丁所示,则电压表示数为____V,接下来用10Ω的电阻代替5Ω的电阻做实验时,应将滑片从上一位置向______(选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变;
②他又分别将15Ω和20Ω的电阻接入电路进行实验,当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到用5Ω的电阻进行实验时的控制电压值。为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制的电压应该不低于_____V;
③在完成以上四组实验的电路状态中,移动滑片,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器可达到的最大功率为P1,定值电阻R的功率最大值为P2,P1:P2的比值为______。
90.小虎利用图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”。选用如下实验器材:电源电压为4.5V且保持不变,电流表(0~0.6A)电压表(0~3V)五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)。滑动变阻器(20Ω 1A)开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系:
①该实验采取的主要研究方法是 ___________;
②把最后一根导线连接完毕后,小虎看到电流表和电压表的指针偏转角度均较大,经检查发现只有两处错误,其中一处是滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处,另一处是 ___________;
③小虎选用5Ω和10Ω的电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图像如图乙所示,其中M图像对应的是 ___________Ω的电阻;由M图像得到的实验结论是 ___________;
(2)探究电流与电阻的关系:
①小虎在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为U0=2V,记录电流表示数;
②当小虎用20Ω的定值电阻进行实验时,他发现电压表示数始终不能调为U0.为完成五次探究,小虎设计了如下三个调整方案,你认为可行的是 ___________;
A.如果只调整U0,则应控制U0的范围为2.5V﹣3V
B.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω,允许通过的最大电流不小于0.4A
C.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是2V﹣3.6V
91.如图所示,甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为 (10Ω 1A)和 (30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)连接电路时,滑动变阻器应选___________(选填“”或“”);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障原因是___________;
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P至某位置时。电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________端移动(选填“A”或“B”)。通过实验绘制出小灯泡的U-I图像,如图乙所示,小灯泡的额定功率为___________W;
(4)乙同学设计了如图丙所示电路,来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为 ), 阻值已知:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为___________(用字母表示),此时灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式 ___________(用字母表示)。
92.小玉在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为6V的电源设计如图甲所示的电路。
(1)小玉将滑动变阻器的滑片移到最右端后,闭合开关S,电压表的指针 _____(选填“几乎不动”或“偏转很大”),此时电流表的示数如图乙所示,则滑动变阻器最大电阻为 _____Ω。
(2)将甲图电路重新连接正确后,小玉分别把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻接入电路进行实验,为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为 _____V。
(3)小玉用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻R,利用原有电路,测量小灯泡的电阻。实验时,她调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为2V,为使小灯泡正常发光,她应该向 _____(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。依据测量的数据,小玉绘制出如图丙所示的图象,她发现电流与电压不成正比,说明小灯泡灯丝的电阻随 _____的变化而改变。
(4)完成上面实验后,小玉又想利用一个电压未知的电源和阻值为R0的定值电阻来测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,他设计了如图丁所示的电路。请完成下列实验步骤。
①闭合开关S1,开关S2接a接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②闭合开关S1,开关S2接b接线柱,滑动变阻器的滑片 _____(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额=_____。
(5)老师告诉小玉,实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图戊中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=1mA的电流表,其电阻Rg=100Ω,图戊为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻。若使用a和b两个接线柱时,电表的量程为3mA;若使用a和c两个接线柱时,电表的量程为10mA,则,R1=_____。
93.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小芳选用了额定电压是的小灯泡。
(1)如图甲所示,小芳连接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路甲连接正确。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)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最_______(填“左”或“右”)端;闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是_______(选填序号);
A.检查电路是否断路B.更换小灯泡C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表及对应电压表的示数,并做出图乙所示的I--U图象。由图乙所给信息,可求出小灯泡正常发光时的电阻为_______欧,小灯泡的额定功率为_______W;
(4)请你判断:小明能否求小灯泡在2V、2.5V和3V时对应的电功率的平均值,_______(选填“能”或“不能”),原因是_______。
(5)完成上述实验后,小芳利用该电阻R(阻值已知)和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率。实验步骤如下,请补齐:
①闭合开关S1,将S2拨到触点___________(填“1”,“2”),移动滑片,使电压表的示数为___________V;
②再将开关S2拨到另外一个触点,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数为U1;
③灯泡额定功率表达式为P额=_____________。
(6)小芳想增强思维能力,想利用家里的电子式电能表和秒表来估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作,记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1,由于电能表常数被遮挡,她借助额定功率为P0的电热水器,只让电热水器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2,则电水壶的额定功率表达式为P额=______。
94.有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1(阻值约为10Ω)和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1的额定功率和Rx的阻值,电源电压恒定。
(1)如图甲是小明用伏安法测量小灯泡L1额定功率的实物图;
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”(表示不要),并重新画一根正确连接的导线_______;
②改正电路后,正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_______W;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容;
①将Rx接入图丙虚线框_______位置中,另一虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I=_______(用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2接“2”接线柱,仅调节_______,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx=_______;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测电阻Rx将比真实值偏_______。
95.如图所示,在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,老师给同学们提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压值为3V)、滑动变阻器(50Ω、0.5A)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)将图甲中实物图补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移时,电流表示数减小);______
(2)正常连接电路,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是________;
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片P到图甲中某一位置时,电压表示数(如图乙)为_______V,若他想测量小灯泡的正常发光时电阻,应将图甲中滑片P向_______(选填“A”或“B”)端移动。根据图丙信息,可计算出小灯泡的正常发光时的电阻是_______Ω;
(4)当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1,当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2,分析图像发现,P1________P2(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)①同组的小明同学还想探究“当电压一定时,电流与电阻的关系”,于是只将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω和30Ω的定值电阻,其余连接均不改变;
②小明先把5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为1V,读出电流表示数;再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,为了使电压表的示数仍为1V,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,读出电流表的示数:之后小明再将20Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中重复上述实验;
③最后她再将30Ω的电阻替换20Ω的电阻接入电路中,此时无论怎样移动滑片,都无法将电压表示数调到1V;
④同组的小敏同学为完成四次探究,若只更换定值电阻,使电压表的示数仍保持1V不变,则更换的定值电阻阻值范围是________。
96.为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“”字样的小灯泡电阻约为,电源电压,可供选用的滑动变阻器有“,”、“,”和“,”。
(1)该实验的原理是:__;
(2)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是__(选填“”、“”或“”)。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有___的作用;
(3)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整______;(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(4)电路正确连接后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是___;(选填字母)
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(5)故障排除后,开始实验,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视__表的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为___W;
(6)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是___;
(7)小红同学的实验小组连好电路闭合开关,发现在调节滑动变阻器滑片让灯泡变亮时,电压表示数减小;灯泡变暗时,电压表示数增大。请你根据出现的现象找出小红小组电路连接的错误:__;
(8)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只定值电阻阻值已知),设计了如图丙所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率。测量时,应先闭合开关和,调节滑动变阻器,当电流表的示数为___时,小灯泡正常发光;接着滑动变阻器滑片保持不动,将断开闭合,读出电流表的示数为,则小灯泡的额定功率__(用、和表示)。
97.如图甲、乙所示,小明自制了一个测量水的深度的装置,它由测量头和控制盒构成,控制盒内有一个定值电阻 ,其测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的压敏电阻R1,R1的阻值与其在水中的深度的变化关系如图丙所示,不计导线的电阻,电压表的量程为 。
(1)图乙中定值电阻R0的作用是:________;
(2)分析可知,测量头在水中的深度越深,电压表的示数________(选填“越大”、“越小”或“不变”);
(3)若R1未放入水中,闭合S,此时电压表的读数为1.5V,当电压表的读数为2.7V时,测量头放到水下的深度为________m;
(4)小明将电压表改装成深度计,并想增大深度计所能测量的最大深度,下列做法不可行的是________(填序号);
A.减小电源电压 B.将电压表并联在R1的两端 C.增大R0的阻值 D.电压表换更大的量程
(5)另一实验小组同时更换了图乙中的定值电阻和电源电压,设计了相同的电路,闭合开关S,当压敏电阻R1的阻值为r或4r时,R1的电功率均等于P,则当电路的总功率为2P时,压敏电阻R1的阻值为________Ω。
98.某兴趣小组利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的功率,已知电源为4.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整_______(要求:滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变亮);
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数发生变化,则故障原因可能是小灯泡_______(填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了5组数据如下表所示,第4次实验的电流值如图乙所示,则电流大小为_______A,额定功率为_______W;
次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
I/A
0.20
0.30
0.45
0.50
(4)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为_______Ω;
(5)根据上表记录的实验数据,在如图丙所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像_______,通过图像分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而_______(填“增大”“不变”或“减小”);
(6)小明打算只利用电压表来测量小灯泡的电功率,他增加了一个定值电阻R0和两个开关,设计了如图丁所示电路。闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1;保持滑片位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为_______。(用已知R0、U1、U2表示)
99.小宸从废旧的恒温箱里拆卸下一个完好的热敏电阻,并利用图甲电路测出该热敏电阻在不同温度下的阻值,寻找其阻值随温度变化的规律,其中电源电压为U,Rt是热敏电阻。
(1)使用电流表和电压表前,要检查指针是否对准_______刻度线;接入电路时,应使电流从其_______(选填“+”或“﹣”)接线柱流入;
(2)小宸往容器中添加不同温度的水,根据实验原理:_______,测出Rt在不同温度下的电阻值;分析数据,得出了Rt阻值与温度t的变化关系为Rt=kt+b(k、b都是常数,且k>0,b>0);
(3)小宸从以上实验得到启发,利用热敏电阻设计电路,把电流表改装成温度表(此时室内气压为1标准大气压,室温为25℃):
①图甲中,他用开关S2替换电压表,得到如图乙所示电路。为了保证电路安全,先将滑动变阻器滑片P移到b端,闭合S1、S2,移动滑片P使电流表满偏,此时滑动变阻器的阻值为R,之后保持滑片P位置不再移动;
②断开S1、S2,向容器中加入适量沸水,闭合S1并记录电流值,接着观察温度计,示数每下降5℃,就记录此时温度t和对应的电流I,水温降到_______后不再自然下降,此时可加入适量冰块使水继续降温,直至0℃,然后断开S1。请用给定的字母写出电流与温度的关系式I=_______;
③根据记录的t和I,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表。此温度表的量程为_______,请在图丙中标出此温度表表盘最高温和最低温刻度线的大致位置(____)。
100.家里装修时小明发现电工师傅在墙壁里埋线时,挑选非常粗的铜导线且导线与导线之间连接时,往往打一个漂亮的结。于是他设计了如下实验,请帮助他完成:
(一)探究导体的电阻大小与哪些因素有关
(1)从实验室中找到四段电阻线A、B、C、D将他们安装到实验板上,并连接好实验电路如图甲所示,用夹子a、b夹住电阻线的两端将电阻线接入电路;
(2)电路中既安装了电流表又安装了灯泡,灯泡除了可以通过亮度判断导体电阻的大小,还有______的作用;
(3)为了探究导体电阻与材料的关系,应先将电阻线D接入电路,再将电阻线______接入电路,发现电阻线D接入电路时电流表示数大;
(4)将电阻线B、C分别接入电路,电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数,说明:在______相同时,______,电阻越大;
(5)所以在其它条件相同时,电工师傅用非常粗的铜导线是因为它的电阻______。
(二)小明准备比较一下几种打结法的电阻,用等长的镍铬导线制作出三种打结导线,将它们和标有0.3A字样的小灯泡接入如图丙所示电路并闭合所有开关,灯泡正常发光
①只断开开关S1,读出电流表的示数为0.26A;
②只断开开关S2,读出电流表的示数为0.28A;
③只断开开关S3,读出电流表示数为1.1A。
小明发现灯泡亮度却比正常发光时暗,说明他______,正确的电流值应为______A;
④通过比较可以知道:打结法______电阻最小。
《青岛物理自主招生电学实验专题》参考答案
1.(1)
(2)“20Ω 1A”
(3)滑动变阻器接入电路的阻值过大,灯泡的实际功率太小
(4)0.75
(5) > B
(6) 0.15 AB
【详解】(1)图甲中灯泡和电压表被短路,正确的电路如图所示:
(2)灯泡正常工作时的电压为2.5V,滑动变阻器的分压
电流
滑动变阻器需要的阻值
三个规格中,“10Ω 2A”阻值不足,“50Ω 0.2A”允许的最大电流小于0.3A,因此选“20Ω 1A”。
(3)电流表、电压表都有示数,说明电路通路,示数较小说明滑动变阻器接入阻值太大,电路电流太小,灯泡实际功率远小于额定功率,因此不发光。
(4)电流表选0∼0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率
(5)[1][2]根据,在R不变时,电功率与电压的平方成正比,但灯泡电阻随温度降低而减小,故灯泡两端的电压调为额定电压的,测得的实际功率大于其额定功率的。当小灯泡两端电压为2V时,
通过灯泡的最大电流为0.3A,因此
故范围是,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(6)[1]将5Ω电阻连入电路,立即闭合开关,此时滑动变阻器全部接入,电流表的示数为0.1A,电源电压
将滑动变阻器移到适当位置,此时电流表的示数变化量,说明电流表的示数为0.3A,则定值电阻两端的电压
断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻接入电路正确操作后,为了保证定值电阻两端的电压为1.5V,电流表示数
[2]A.只换滑动变阻器,当定值电阻为40Ω时,,
可得
解得
因此更换的滑动变阻器最大阻值至少为80Ω,故A符合题意;
B.只换电源,控制,当定值电阻40Ω,滑动变阻器最大40Ω,最大电源电压
最小电源电压不小于1.5V,因此更换的电源电压范围是,故B符合题意;
C.如果只调整电压表的示数,当滑动变阻器全部接入时,为40Ω,定值电阻的最大值为40Ω,则
解得电压表示数至少是
已知电压表量程为3V,则定值电阻两端的电压最大为3V,故应该控制电压表示数U0的范围为,故C不符合题意;
D.控制,为完成四次探究,当定值电阻为40Ω时,电路中的最小电流
电路中最大总电阻
串联的电阻
当定值电阻为5Ω时,电路中的最大电流
电路中最小总电阻
串联的电阻
不存在的电阻满足要求,故D不符合题意。
故选AB。
2.(1)
(2)C
(3) 求平均值,减小误差 1.25
(4)温度
(5)将电压表并联在滑动变阻器两端
(6) 25 5~7
【详解】(1)滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡亮度变暗,根据欧姆定律可知,滑动变阻器向右移动时,电路中电流变小,电阻变大,则应将滑动变阻器的左下接线柱与灯泡左侧连接,据此作图。
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器处于阻值最大端。连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不发光。可能是因为滑动变阻器阻值太大,导致电路中电流太小,所以灯泡不发光,因此,应先调节滑动变阻器观察灯泡发光情况,故C符合题意。
(3)[1][2]实验是为了测量小灯泡的额定功率,为了减小误差,应多次测量求平均值。
三次实验中小灯泡的额定功率分别为
则小灯泡的额定功率为
(4)灯泡的电阻与温度有关,灯泡两端电压越大时,通过灯泡的电流越大,灯泡的温度升高,电阻会增大。
(5)根据串联分压知识可知,电源电压为6V,灯泡额定电压为3.8V,则滑动变阻器分得的电压为
小于3V,因此为了读数准确和让灯泡正常发光,可以将电压表并联在滑动变阻器两端。
(6)[1]实验中需要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的分压也不变。电压表示数控制为2.5V,则滑动变阻器的分压为
根据串联电路电压与电阻的关系,实验中电压与电阻的关系为
由于电压一定,则电阻的比值也一定,即定值电阻阻值增大时,滑动变阻器的阻值也要变大,当定值电阻阻值为时,
解得,大于滑动变阻器的最大阻值,因此当定值电阻选为25Ω时无论怎么调节滑动变阻器,实验都无法完成。
[2]若要串联一个定值电阻完成实验,根据上述分析可知,当滑动变阻器阻值最大时,阻值仍差
则定值电阻最小为。
根据串联电路电压与电阻的关系,当定值电阻选为时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,而当滑动变阻器接入电路中的阻值最小时,串联的定值电阻接入的阻值最大。滑动变阻器接入电路的最小阻值可以为0,即分压完全由串联的定值电阻承担,则此时
解得,则这个定值电阻的阻值范围是。
3.(1) 半导体材料
(2)D
(3) 6 9
(4)4
(5) 增大电阻箱R的阻值 降低自动报警装置的触发电压
【详解】(1)[1]光敏电阻、热敏电阻等都是利用半导体材料的特殊性能制成的,其导电性能介于导体和绝缘体之间。
[2]根据表格中的数据,在图乙坐标系中描出对应的五个点(1,18)、(2,9)、(3,6)、(4,4.5)、(6,3),然后用平滑的曲线将这些点连接起来,即可得到Rₚ-E关系图线。如图所示:
(2)由图甲可知,光敏电阻Rₚ与电阻箱R串联。 根据表格数据可知,光敏电阻接收到的红外线越强,即红外线强度E越大,光敏电阻的阻值Rₚ越小。
A.红外线越强,光敏电阻的阻值越小。故A不符合题意;
B.电路的总电阻,因为Rₚ减小,R不变,所以总电阻减小。电源电压U恒定,根据欧姆定律,电路中的电流I增大。故B不符合题意;
C.电阻箱R两端的电压,因为I增大,R不变,所以增大。根据串联电路电压规律,电源电压U不变,增大,所以UP减小。故C不符合题意;
D.电阻箱R消耗的功率。因为电流I增大,R不变,所以电阻箱R消耗的功率增大。故D符合题意。
故选D。
(3)[1]当红外线强度时,从表格中查得光敏电阻的阻值。 此时a、b两点间的电压
电路为串联电路,光敏电阻两端的电压
因为串联电路中电流处处相等,所以,即,解得
[2]当电阻箱R的阻值不变(),a、b两点间的电压
光敏电阻两端的电压
根据串联电路分压规律,可得
从表格数据可以发现,Rₚ与E的乘积为常数
所以,当时,红外线强度
(4)当电阻箱,光敏电阻Rₚ的电功率时, Rₚ的电功率
解得 或。 题目要求“预设的红外线强度相对较弱”,根据表格可知,红外线强度越弱,光敏电阻的阻值越大,所以应选取。 此时电路中的电流
a、b两点间的电压
(5)要使装置在红外线强度更弱时启动报警,即在更大的Rₚ值时就能触发报警。 报警条件是 达到设定的触发电压,即
为了在更大的Rₚ值时满足此条件,可以采取以下措施:
① 增大电阻箱R的阻值:由可变形为。当U和不变时,增大R,则触发时的Rₚ值也增大,对应更弱的红外线强度。
② 降低自动报警装置的触发电压:若降低,则不等式更容易满足,即可以在较小的电流I(对应较大的Rₚ)下就触发报警。
4.(1)
(2) 4V R2
(3) 0.28 10.1
(4) R3 保持R3滑片位置不动 7
【详解】(1)电压表应与待测电阻Rx并联,由图可知,电压表并联在电流表两端,且正负接线柱接反了,改正方法:将电压表“3”接线柱和电流表“-”接线柱连接的导线打“×”,将电压表“3”接线柱和待测电阻Rx的左侧接线柱用导线连接,如图所示:
(2)[1][2]将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关后,电压表示数为1V,电流表示数为0.1A。若电源电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路分压原理可知,,即
解得,符合题意;若电源电压为6V,则滑动变阻器两端的电压为
根据串联分压可知,即
解得,不符合题意,故电源电压为4V,滑动变阻器选择的是R2规格。
(3)[1][2]由图可知,电流表连接的量程是“0~0.6A”,分度值为0.02A,示数为0.28A,故第3次实验时,电阻的阻值为
则Rx的电阻的平均值为
(4)[1][2][3][4]为了完成实验,在图中的虚线框内填上滑动变阻器R1、R3,如图所示。
先将R1、R3的滑片移至最右端,闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R3的滑片移至最左端,电流表示数为0.4A;
将R3的滑片移至最右端,断开开关S1,闭合开关S、S2,向左移动R3的滑片,直至电流表示数为0.5A;
保持R3的滑片位置不动,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数恰好为0.3A;在步骤②中,R1与R3串联,且R3的阻值为“0”,电路为R1的简单电路,此时R1的阻值最大,电流表测量串联电路电流为0.4A,由欧姆定律可知,电源电压为
在步骤③中,R3与灯泡串联,电流表测串联电路电流,向左移动R3的滑片,使电流表示数为0.5A,此时灯泡正常发光;
在步骤④中,R1与R3串联,电流表测量串联电路电流,保持R3的滑片位置不动,R1的阻值最大,此时电流表示数为0.3A,由欧姆定律可知,电路的总电阻为
则
当灯泡正常发光时,电路的总电阻为
则灯泡正常发光时的电阻为
5.(1)
(2)定值电阻断路
(3)当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(4) 调大 B
(5)39︰14
【详解】(1)滑动变阻器应按照“一上一下”的原则串联,为了使滑动变阻器的滑片向右移电流表示数变大,则应使滑动变阻器接入电路的阻值变小,故应把右下的D接线柱接入电路,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路出现断路,电压表指针有明显偏转,说明电源两极到电压表两接线柱之间是通路,则电路故障可能是定值电阻断路了。
(3)分析表格实验数据可知,在电阻一定时,导体两端的电压与其电流的比值近似是一定值,由此可得:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)[1]由图可知,电压表接入电路的测量范围是“0~3V”,分度值为0.1V,其示数为2V,即当接入5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V。用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻后,根据串联分压原理可知,此时定值电阻两端的电压变大,为了使电压表示数仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,以承担更大的电压,故应该将滑动变阻器的阻值调大。
[2]A.根据串联电路分压的原理可知,
代入数据得
解得,当定值电阻选用最小阻值5Ω的电阻器,电路中的电流达到最大,为0.6A时,U0取最大值,最大值为
所以U0的范围为2.67~3V,该方案可行,故A不符合题意;
B.电源电压为6V,定值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为4V,根据分压原理可知,定值电阻的阻值为滑动变阻器接入电路的阻值的一半,因滑动变阻器的最大阻值为50Ω,故定值电阻的最大阻值为25Ω,由电流表测量范围和变阻器的规格可知,电路中的最大电流为0.6A,此时电路电阻最小,由欧姆定律可知,此时定值电阻的阻值为,即更换的定值电阻R的阻值范围是,不可行,故B符合题意;
C.由分压原理可知,当定值电阻阻值最大为40Ω时,滑动变阻器接入电路的最大阻值应为80Ω,即更换的滑动变阻器的最大阻值不小于80Ω。当电阻为5Ω时,因变阻器分得的电压为2V,变阻器分担的电压是定值电阻的2倍,根据分压原理可知,变阻器接入电路的电阻为10Ω,由串联电路电阻的规律可知,此时电路的最小总电阻为15Ω,电路中电流最大,由欧姆定律可知,最大电流为
即最大电流不小于0.4A,所以该方案可行,故C不符合题意;
D.当变阻器全部电阻50Ω接入电路时,此时对应的定值电阻应最大,为40Ω,电源电压最大,根据分压原理可知,变阻器的电压为
所以最大电源电压为
最小电压为2V,更换的电源电压范围是,可行,故D不符合题意。
故选B。
(5)根据并联分流,已知,则通过Rx的电流小于通过R的电流。
①当电流表选用0~0.6A的测量范围时,开关全闭合时,测量干路电流较大,,,根据并联分流知,则,则,不符合题意;
②当电流表选用0~3A测量范围,开关全闭合时,测量干路电流较大,,,根据并联电路电流特点知,,则,不符合题意;
③当开关全闭合时,使用0~3A测量范围,测量干路电流时,电流表满偏,此时干路电流为,测量Rx时,选用0~0.6A测量范围,电流表偏转角度为满偏的三分之二,通过Rx的电流为0.4A,根据并联分流,则
此时,符合题意,根据并联分流可知
则
④当开关全闭合时,使用0~3A的量程,测量干路电流为满偏的三分之二,此时干路电流。测量Rx时,选用0~0.6A测量范围,电流表偏转角度满偏,通过Rx的电流为0.6A,则
则,符合题意,根据并联分流,,解得
综上所述,Rx最小为,最大为,则Rx的最大值与最小值之比为
6.(1)
(2) B 灯泡断路
(3) 0.26 8.1
(4) 灯泡电阻随温度升高而增大 C
【详解】(1)图甲中电源电压为3V,电压表量程选择0~3V,电压表测量小灯泡两端电压,与小灯泡并联。滑动变阻器与小灯泡串联,且接线柱应“一上一下”的接,故电路连接如下图所示:
(2)[1]连接电路时为保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,由图可知,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于B端。
[2]电压表有示数,说明电压表并联的两端至电源正负极的电路均无故障,且并联部分无短路。小灯泡不发光、电流表无示数,则故障为小灯泡断路。
(3)[1]电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.26A。
[2]此时小灯泡的电阻为
(4)[1]小灯泡在发光时将一部分电能转化为内能,灯泡的灯丝温度升高,灯泡电阻随温度的升高而增大,故小灯泡的I-U图像不是一条直线。
[2]滑动变阻器与小灯泡串联,故流过滑动变阻器的电流与流过小灯泡的电流相等,当小灯泡的电压增大时,流过小灯泡的电流变化量减小,滑动变阻器两端的电压,小灯泡电压增大,滑动变阻器电压减小,流过滑动变阻器的电流变化量减小,故当滑动变阻器电压增大时流过小灯泡的电流变化量增大,故选C。
7.(1)
(2)Rx短路(或电压表断路)
(3)5
(4) 0.8V 取平均值减小误差
【详解】(1)电流表应与待测电阻串联,滑动变阻器串联在电路中,且按照“一上一下”接入电路,为了使滑片向右移动时,电流表示数变大,应使滑动变阻器接入电路的电阻变小,故应把滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)闭合开关后,电流表有示数,电路为通路,而且调节滑动变阻器的滑片后,电流表示数发生变化,说明滑动变阻器和电流表是正常的,电压表始终无示数,说明待待测电阻短路(或电压表断路)。
(3)由图乙可知,电流表连接的是量程是“0~0.6A”,分度值为0.02A,其示数为0.5A,此时电压表的示数为2.5V,则待测电阻的阻值为
(4)[1]根据串联电路分压原理可知,,当滑动变阻器的阻值最大时,对应的电压表示数最小,即,解得控制的最小电压为UV=1V>0.8V,故不可能完成实验的电压值是0.8V;
[2]实验中多次测量待测电阻的阻值的目的是,取平均值,从而减小误差。
[3]当电流表示数为I额时,灯泡正常发光,根据串联电路电压规律可知,此时灯泡两端的电压为U额=U-U滑=U-I额R滑①
断开S2,闭合S1时,滑动变阻器与定值电阻R0串联,此时滑动变阻器滑片位置不变,由于此时电流为I1,则可知滑动变阻器两端的电压为U滑/=U-U0=U-I1R0②
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值为③,当滑动变阻器滑片移至最左端时,此时电路为R0的简单电路,由欧姆定律可得电源电压为U=I2R0④,由①②③④可知,小灯泡正常发光时的额定电压为,则小灯泡正常发光时的电阻为
8.(1) 可以
(2)滑动变阻器
(3) A 没有控制定值电阻两端的电压一定
(4)通过电阻的电流与导体的电阻成反比
(5)39︰14
【详解】(1)[1]电压表与定值电阻并联接入电路,注意接线柱正进负出,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,则正接线柱选择“3”接线柱,如图所示:
[2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,此时滑片在最大处,可闭合开关。
(2)若定值电阻断路,则电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,若滑动变阻器断路,则整个电路断路,两表都没有示数,故障可能是滑动变阻器断路。
(3)[1][2]探究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变,由图乙A的图像可知,定值电阻两端的电压
由图乙B的图像可知,定值电阻两端的电压
即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A同学的实验操作是错误的。
(4)由图乙B的图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(5)根据串联分流,已知,则通过电流小于通过R电流。
①当电流表选用量程时,开关全闭合时,测量干路电流,电流较大,若,,根据并联分流,则
并联电路,电压相同,根据欧姆定律可知,此时,不符合题意;
②当电流表选用量程时,开关全闭合时,测量干路电流,电流较大,若
根据并联分流,则
并联电路,电压相同,根据欧姆定律可知,此时,不符合题意;
③当开关全闭合时,使用量程,测量干路电流时,电流表满偏,测量时,电流表偏转角度为满偏的三分之二,此时干路电流,通过的电流为;根据并联分流,则
并联电路,电压相同,根据欧姆定律可知,此时,符合题意,根据并联分流可知,
未知电阻
④当开关全闭合时,使用量程,测量干路电流时,为满偏的三分之二,测量时,电流表偏转角度满偏,此时干路电流,通过的电流为;根据并联分流,则
并联电路,电压相同,根据欧姆定律可知,此时,符合题意,根据并联分流可知,
未知电阻
综上所述,最小为,最大为。则的最大值与最小值之比是39︰14。
9.(1)
(2)断路
(3)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4) 3:2
(5) 偏大
【详解】(1)探究电流与电阻的关系实验中,电压表需测定值电阻两端电压,按照电压表接入电路的方法,电压表与定值电阻并联,应连接电压表负接线柱与定值电阻左端;滑动变阻器需“一上一下”接入电路。要求滑片右移时,两电表示数均变大,由欧姆定律可知,在电源电压不变时,串联电路的电流变大,说明电路中的总电阻变小,所以应连接定值电阻右端与滑动变阻器右下接线柱。电路连接图如下:
(2)电流表无示数说明电路断路。若电阻R断路,整个电路断开,电流无法通过,电流表无示数;此时电压表串联在电路中,可能有示数。故原因是电阻R断路。
(3)图丙中电流I随电阻R变化的图像为反比例曲线,故得结论导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1]由题意可知,滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值之比一定,所以,
[2]在实验过程中,要保持定值电阻两端电压不变,所以更换电阻前后,电压U相等;根据功率的计算公式可知,更换电阻前后的电功率分别为,,可得
(5)[1]开关接a时,与电阻箱串联,总电阻为,电压表示数为;开关接b时,保持滑动变阻器电阻不变,调节电阻箱至时电压表示数仍为,说明总电阻相等,即,可得
[2]若开关接b时滑片右移,滑动变阻器电阻变大,需增大电阻箱阻值才能保持电压,导致测量值偏大,因此测量值偏大。
10.(1)
(2)滑动变阻器断路
(3)5
(4)A
(5)反
(6) 15
【详解】(1)按照滑动变阻器的“一上一下”接法,在滑动变阻器和定值电阻串联接入电路中时,应接在下面的两个接线柱之一。根据题目要求,向右移动滑动变阻器的滑片P时电流表的示数变大,根据欧姆定律,说明电路中的总电阻变小,所以应连接定值电阻的左端(或者和它等电位的电压表的负接线柱)与滑动变阻器的右下接线柱,连接图如下:
(2)闭合开关后,电流表和电压表均无示数,说明电路存在断路。若定值电阻断路,电压表会因串联在电路中显示电源电压,与题意不符;若滑动变阻器断路,整个电路断开,两表均无示数,所以故障为滑动变阻器断路。
(3)由图丙可知,电流表选用量程,分度值,指针示数为。电源电压调到4.0V不变,根据表中数据,若定值电阻,电路中电流,由欧姆定律可知电路中总电阻,根据串联电路的电阻特点,串联电路中的总电阻等于分电阻之和,则滑动变阻器的阻值,由题意可知,滑动变阻器的最大阻值为,无法实现,故序号5数据不真实。
(4)要完成5组实验,根据串联电路的分压特点,需保证最大电阻为的电阻接入时,滑动变阻器能分走多余电压。A选项升高电源电压时,会增大滑动变阻器所需分压,其最大阻值不足,不可行;B选项升高R两端电压:减小滑动变阻器分压需求,可行;C选项串联定值电阻:所串联定值电阻会分担部分电压,增大总分压能力,可行。故A选项不可行,BC选项可行,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)通过计算每次实验的电流与电阻的积,;;;,排除掉因为估读所产生的误差,可以发现通过定值电阻的电流与电阻阻值的积不变,所以在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(6)[1]由题意可知,未知电阻阻值,,可得串联电路中总电阻,即电路总电阻,根据题目要求电表指针应达到半偏以上,当电流表接入量程为时,半偏时电流,则调节的电源电压应该不低于
[2]将滑动变阻器的滑片P调至A端时,滑动变阻器阻值最大,根据欧姆定律可得电源电压,再将滑动变阻器的滑片P调至B端时,滑动变阻器阻值为0,电源电压,电源电压不变,所以,解得
11.(1) 半导体 变小
(2) S 保温 3∶1
(3) 偏高 减小R的阻值
(4)72
(5) 保证豆芽呼吸作用所需氧气 5 12.5
【详解】(1)[1]热敏电阻是一种电阻值随温度显著变化的半导体元件,所以主要是由半导体材料制作而成。
[2]根据图丙分析,热敏电阻的阻值随温度升高而变小。
(2)[1]如图丙所示,根据安培定则,电流从电磁铁的下端流入,伸出右手,四指弯曲所指方向为电流的方向,则大拇指指向电磁铁的N极,即电磁铁的下端为N极,电磁铁的上端是S极。
[2]分析图丙所示的工作电路,当衔铁被吸下来时,R1和R2串联,根据串联电路的电阻特点,串联电路时总电阻最大,当衔铁释放时,工作电路中仅有R2,由可得,衔铁被吸下来时,工作电路处于保温状态,衔铁释放时,工作电路处于加热状态。
[3]工作电路处于保温状态时的功率为
工作电路处于加热状态时的功率为
因为,则可得
(3)[1]豆芽机若要实现25℃自动切换挡位,即当热敏电阻的阻值为300Ω时,如图丙所示,控制电路中,电阻箱R与热敏电阻Rx串联,当控制电路中电流达到5mA即0.005A,衔铁被吸下,实现换挡,由欧姆定律可得,热敏电阻两端的电压为
由串联分压可得,电阻箱R两端的电压为
则控制电路中电阻箱的阻值为
[2][3]干电池用久了,控制电路的总电压值减小,衔铁被吸下时控制电路中的电流不变,由欧姆定律可得,电路的总电阻减小,若电阻箱的阻值不变,则热敏电阻的阻值变小,由丁图可知,热敏电阻的阻值变小,温度变高,故会导致发育盒内温度比设定的温度偏高;若想豆芽机恢复在25℃自动切换挡位,即热敏电阻的阻值不变,可以减小电阻箱R的阻值。
(4)由题意可知,喷口的横截面积为0.4cm2,即为
若水泵的流速为0.5m/s,则水泵每秒流过水的体积为
由可得,每秒流过水的质量为
则水泵1h内喷出水的质量为
即水泵喷口流量为72kg/h。
(5)[1]豆芽生长时需要氧气,如果将豆芽浸泡在水中,豆芽呼吸作用时所需氧气不足,故采用淋水系统定时给豆芽淋水,保证豆芽呼吸作用所需氧气。
[2]当时,由图己可知,,由题可知,时,电子元件D通过改变阻值,控制保持5V不变,根据图戊可知,电子元件D与定值电阻R0串联,根据串联电路分压特点可得,定值电阻R0两端电压为
根据串联电路电流处处相等,由可得,通过电路的电流为
[3]若要使豆芽机在1小时内,喷水时间为20min,结合题意,淋水系统每3秒之中要工作1秒,从第2秒工作至第3秒,由图己可得,第2秒时,
此时电子元件D两端的电压为5V,电阻R0两端的电压为
由可得,此时R0的电功率为
故应设置的电功率12.5W时,水泵启动喷水。
12.(1)
(2)滑动变阻器断路
(3) 右 1.5
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)C
(6) 0.625 大于
(7)C
【详解】(1)由图可知,电压表未接入电路中,因为电源电压仅为3V,所以选择电压表的小量程,然后并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)发现电流表和电压表示数都为0,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电流表和电压表示数仍为0,说明电路中其它位置存在断路,当连接接线柱A与D时,电流表和电压表指针明显偏转,说明此时电路形成通路,所以故障是滑动变阻器断路。
(3)[1]当电阻由5Ω换成10Ω后,由串联电路的分压规律可知,定值电阻两端的电压要增大,要使定值电阻两端的电压和更换电阻之前相等,就需要减小定值电阻两端的电压,由串联电路的电压规律可知,此时应该使滑动变阻器两端分得的电压增大,所以应该将滑动变阻器的阻值调大,即将滑片向右移动。
[2]当滑动变阻器的阻值最大时,定值电阻两端的电压最小,由串联电路的分压规律可得
解得
当定值电阻的阻值为20Ω时,U有最大值为1.5V,所以的取值不能小于1.5V。
(4)根据欧姆定律可知,电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(5)当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压,说明电压表以外部分可能分去了部分电压,电流表或导线本身有电阻,电流通过时分去部分电压;如果电压表使用前没有调零,在零刻度左侧,故测量值偏小,也有可能;因为电压表并联在电路中,所以电压表本身的电阻不够大,会影响电流的测量,不影响电压表的示数,故C不合理。
(6)[1]当小灯泡正常发光时,两端的电压为2.5V,由图可知,通过小灯泡的电流为0.5A,由电功率公式可得小灯泡的额定功率P=UI =2.5V×0.25A=0.625W
[2]把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半后,其温度降低,电阻变小,由公式可知,测得的实际功率>。
(7)测量有一个500Ω左右的定值电阻,由于电阻很大,而电源电压仅有3V,由公式可知,电路中的电流将小于分度值无法准确测量,故D不可行,故采用串联分压的方法,而甲图中的滑动变阻器无法显示电阻大小,不可行,只有C图可以准确测量,B图中电压表始终测量电源电压,无法测量电阻。所以能测出阻值的最合理的方案是C。
故选C。
13.(1)
(2)断开
(3)滑动变阻器断路
(4)5
(5) 电阻箱R和滑动变阻器 R1-R2 R1<Rx(或R1的阻值太小或滑动变阻器最大阻值小于Rx或滑动变阻器最大阻值不够大等合理均可)
【详解】(1)滑片向右移动时电路中电流变大,说明此过程中变阻器连入电路阻值减小,即变阻器是通过电阻线右端接线柱接入电路的。电路如下:
(2)为保证安全,在电路连接过程中,开关应该是断开的。
(3)电压表接在电源两端有示数,说明电源是正常的;接在变阻器两端有示数,说明变阻器与电源两极间是连通的;接在待测电阻两端无示数,说明待测电阻与电源两极间有断开之处。综上所述,故障能滑动变阻器断路。
(4)读图像,待测电阻阻值为
(5)[1]电阻箱两端电压与电阻箱、待测电阻串联后的总电压相等,只调节电阻箱是无法达到目的的,必须同时调节电阻箱与滑动变阻器。
[2]设两次读数时,电压表示数为U。因两次读数时电流表示数相等,即:
[3]因在操作过程中必须保证,即第一次读数时电阻箱连入电路阻值要大于待测电阻阻值。如果第一次读数时电阻箱连入电路阻值小于待测电阻阻值,则改接电压表后,不能调节两次电压表、电流表读数均相等。
14.(1)
(2)电阻R断路
(3) 右 1.5
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)
【详解】(1)探究电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器与电阻串联,电流表测电路中的电流;滑动变阻器按一上一下接入电路,要求滑片向左移动时电流表示数变大,说明滑动变阻器的电阻变小,因此滑动变阻器接入左下接线柱,如图
(2)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源接通,此时出现的故障可能是与电压表并联的电阻R断路。
(3)[1]接入5Ω电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为U;仅将电阻R由5Ω换成10Ω,闭合开关,电压表的示数变大,探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压为U不变,因此应减小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,由串联分压可知,应增大滑动变阻器的电阻,即应将滑片向右移动,使电压表示数仍为U。
[2]当电阻R换成20Ω时,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都无法达到U,为了完成实验,滑动变阻器滑到最大值时,定值电阻两端的电压最小,由串联电路电流处处相等可得
代入数值可得
解得,电压的最小值
U的取值不能小于1.5V。
(4)多次实验,可得结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)①仅闭合开关S1,电阻R1、R2串联,电流表测电路中的电流,记下电流表的示数为I1;设电源电压为U,则有 ①
②[1][2]仅闭合开关S2,将滑动变阻器滑片移到最左端,电路为R1的简单电路,记下电流表示数为I2;此时电源电压 ②
再将滑片移到最右端,电阻R1、R2串联,电流表测电路中的电流, 记下电流表示数为I3;电源电压为 ③
联立①②③解得
,
15.(1)
(2)BDACE
(3)1
(4)
【详解】(1)根据电流表和电压表的使用规则可知,电流表要串联在电路中,电压表要并联在电路中,所以与待测电阻并联的是电压表,串联在电路中的是电流表;由(b)图所示,电源电压由两节干电池串联组成,电源电压最大为3V,所以电压表要选择0~3V量程并联在待测电阻两端,滑动变阻器要一上一下连接,且由(a)可以,向右移动滑片,接入电路中的阻值变大,所以实物图中应将滑动变阻器的左下接线柱与待测电阻右接线柱相连,如图所示:
(2)“伏安法测电阻”实验,实验步骤:
B.按电路图连接实物图,移动滑片,使滑动变阻器接入电路中的电阻最大。
D.开关试触,确定所选电压表和电流表量程是否恰当,若不当,则调整。
A.闭合开关,观察并记录电流表、电压表的示数填入表格中。
C.改变滑动变阻器滑片的位置,重复步骤A。
E.根据欧姆定律计算电阻,并求出电阻的平均值。
综上所述,正确的顺序是BDACE。
(3)如图所示,电流表使用0~3A量程,示数为2A,待测电阻阻值为
(4)将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,闭合开关,R0与Rx串联,分别测出和两端的电压和,则电路中的电流为,Rx的阻值为
16.(1)
(2)D
(3)右
(4) 变大 BC
(5)C
(6) 滑动变阻器 0.66
【详解】(1)滑动变阻器应与灯泡串联,题中要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗,则连入电路的阻值变大,滑动变阻器应接左下接线柱。如图所示:
(2)连接电路后闭合开关,电流表无示数,说明电路可能出现了断路现象或者电流表短路, 移动滑动变阻器的滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数依然为零,说明没有断路,滑动变阻器还能分压,所以故障是电流表短路,故选D。
(3)由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V。由图丙可知,灯泡两端的电压为2.8V,为测额定功率,灯两端电压应为2.5V,根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器分得的电压较小,应增大滑动变阻器两端电压,增大变阻器接入电路的阻值,所以应向右移动滑片,直到电压表示数为2.5V为止。
(4)[1]由表格数据知,当电压表的示数增大时,通过灯的电流也变大,电压表与电流表的示数之比变大。
[2]由表格知小灯泡两端电压为1.5V时的电阻为
当灯泡两端电压为1V时,若小灯泡的电阻不变,通过灯泡的电流为
但由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以当灯泡两端电压为1V时,电阻小于10Ω,所以通过小灯泡的电流为
由P=UI可知,功率范围为,。故BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
(5)AB.由可知,因灯泡的电阻在增大,实际功率增加的幅度变小,所以,P与U2不是正比的关系,会向下弯,故AB错误;
CD.因为灯泡的电阻是随温度的升高而增大的,根据P=I2R可知,P与I2不是正比的关系,且随着温度升高,灯泡的实际功率增加的幅度会变大,所以图像会向上弯,故C正确,D错误。
故选C。
(6)[1]变阻器滑片P至最大阻值处,闭合开关,移动变阻器滑片P至某位置,则滑动变阻器接入的电阻变小了,此过程中电压表指针向左偏转了6小格,即示数变小了,根据串联电路分压的规律,此时电压表应显示的为滑动变阻器两端的电压,故电压表并联在滑动变阻器两端。
[2]如果电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,则图中读数为2.8V,电压表指针向左偏转了6小格,则滑动变阻器两端的电压读数为2.2V,此时小灯泡正常发光,如果此时灯泡为“2.2V 0.3A”,则电源电压为
不符合电源电压的要求。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”,则电源电压为
符合电源电压的要求。同理,如果电压表接入的量程为0~15V,电压表指针向左偏转了6小格,则滑动变阻器两端的电压读数为11V,若此时灯泡为“2.2V 0.3A”,则电源电压为
不符合电源电压的要求。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”,则电源电压为
不符合电源电压的要求,所以灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压读数为,电流为,滑动变阻器的功率为
17.(1)断路
(2) b 2.5
(3) 0.75 8.3
(4) 电流表示数为
【详解】(1)电流表无示数说明电路有断开之处,电压表有示数说明电压表与电源之间是连通的,故是与电压表并联的小灯断路。
(2)[1][2]要测量小灯的额定功率,须让小灯两端电压等于额定电压2.5V,故此种情况下,需要增大小灯泡两端电压,即要增大通过小灯的电流,即应把滑片向b端移动,直到小灯泡两端电压等于其额定电压2.5V。
(3)[1]电流表使用量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A,小灯额定功率为
[2]小灯正常发光时电阻为
(4)[1][2]由图丙可知,闭合开关,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路中电流,调节滑动变阻器滑片位置,使电流表的示数为,此时小灯泡正常发光;再闭合开关,小灯泡被短路,电流表测量通过滑动变阻器的电流,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电流表的示数为,则滑动变阻器接入电路的阻值为
则当灯泡与滑动变阻器串联时,滑动变阻器两端电压为
小灯泡的额定电压为
小灯额定功率为
18.(1)110
(2)见解析
(3) 750 50
(4)80
(5)不均匀
【详解】(1)由图丙可知,由于电阻所受压力越大,电阻越小,则当小明尚未踏上踏板时,其所受压力为0,根据图丙,此时压力传感器电阻为110Ω。
(2)根据图乙可知,此时电流对应的时间为,小明尚未站上踏板,压力为0,压力传感器电阻此时为110Ω,则此时
(3)[1]时间内,压力传感器压力最大时,对应电阻最小,根据,此时电流应该最大,根据图乙,最大电流为0.4A,则
此时压力传感器电阻为
根据图丙所给数据,建立压力与电阻的函数表达式
代入两次数据求解析式R即为y,F为x,则有
联立解得
当R为20Ω时,即y为20,代入式子
解得
即
、
[2]由图乙可知,小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A,由欧姆定律可知,此时电路中的电阻
由串联电路的电阻特点可知,此时压力传感器电阻的阻值
即
解得
则小明的质量小明的质量
(4)[1]当电流为0.5A时
此时压力传感器电阻为
当R为14Ω时,即y为14,代入表达式有
解得
即
则质量
所以当电流为0.5A时,对应标为80kg。
(5)刻度原指电流,电流的表达式为,其中U不变,R0不变,但分母中R会改变,不固定,不能化成一次函数表达式,其函数图像不是直线,故刻度不均匀。
19.(1)定值电阻开路
(2)10
(3) 滑片P移到b端时
【详解】(1)电流表无示数,说明电路有断开之处。电压表有示数,说明电压表与电源之间是连通的。因此是与电压表并联之处断开了,即定值电阻开路。
(2)电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.16A。未知电阻阻值为
(3)[1]变阻器最大阻值为已知数值,第一次,使变阻器连入电路阻值为0,此时只有待测电阻自己连入电路,其两端电压等于电源电压。第二次将滑片移到b端,使变阻器连入电路阻值最大,此时根据测出的电源电压与待测电阻两端电压值,可以计算出变阻器两端电压,再结合变阻器最大阻值,可以计算出电路中电流。结合待测电阻两端电压,即可计算出待测电阻阻值。
[2]待测电阻阻值为
20.(1)
(2)小灯泡断路
(3)右
(4) 0.5 灯丝电阻随温度的变化而变化
(5) 1.75
【详解】(1)该电路连接有两处错误:一是电流表与小灯并联,二是电压表串联在电路中。改正如下:
(2)小灯不发光,说明电路有断开之处。电压表始终有示数且接近电源电压,说明电压表与电源之间是连通的,与电压表并联的电路部分发生了断路。故可能是与电压表并联的小灯断路。
(3)电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,此时示数为2.2V,即小灯两端电压小于其额定电压。应增大小灯两端电压至额定电压,将滑片向右端移动,减小变阻器连入电路的阻值,增大电路中的电流,使小灯两端电压增大。
(4)[1]小灯额定功率为
[2]在电压增大时,小灯的实际功率增大,灯丝温度升高电阻变大。故小灯中电流与电压不成正比,故电流-电压图像不是直线。
(5)[1][2]该方法利用变阻器的最大阻值及测出的电流值,计算出电源电压、小灯正常工作时与其串联的阻值,以此计算小灯的额定功率。故此处操作为:保持滑片位置不动。①中,变阻器以最大阻值接入电路,此时电源电压为
③中,接入电路的阻值为
②中,两端电压为
小灯两端电压为
小灯额定功率为
21.(1) 液面高度差 D
(2)乙
(3)甲
(4) 左瓶 4
(5)4Ω的
【详解】(1)[1]电流通过电热丝产生热量,容器中空气体积变大,推动U形管中液面产生高度差。电流产生的热量越多,U形管中液面高度差越大。
[2]A.用液面高度差间接反映电流产生热量多少,是转换法。探究真空不能传声,用的是实验+科学推理法。故A不符合题意;
B.探究电流与电压、电阻的关系,主要应用的是控制变量法。故B不符合题意;
C.研究光的传播时引入光线,是模型法。故C不符合题意;
D.用木块移动的距离间接反映动能的大小,是转换法。故D符合题意。
故选D。
(2)探究电热与电流大小关系,要使容器中电热丝中电流大小不等。乙中通过容器外电热丝分流作用,使容器中电热丝中电流大小不等。且容器中电热丝电阻大小相等。故乙合适。
(3)电炉丝与导线串联,电流大小相等,是由于二者电阻不等,导致电热不等的。故甲能解释这一现象。
(4)[1][2]右瓶内外电阻丝电阻相同,故通过它们的电流相同,即右瓶内电阻丝中电流是左瓶中电阻丝中电流的一半。根据可知,因两瓶中电阻丝电阻相同,通电时间相同,左瓶中电流大,故一段时间后,左盒中电热较多,其比值是
(5)两个容器中电流差别越大,现象越明显。根据并联部分中支路电流与电阻成反比可知,容器外的电阻越小,分流越大,则容器中电热丝中电流越小。故应选用4Ω的电阻来分流。
22.(1)
(2)向左移动滑动变阻器的滑片
(3) 5 增大
(4) 10 电流表
(5) 1.35 6
【详解】(1)原图中,小灯泡没有接入电路,应将小灯泡串联进电路,电压表测量小灯泡电压,如图
(2)闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表有示数均较小,说明小灯泡的实际功率太小,滑动变阻器接入的电阻太大,接下来的操作是慢慢向左移动滑动变阻器的滑片。
(3)[1]如图乙所示,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.5A,小灯泡的电阻为
[2]如图乙所示,随着电压的变大,温度升高,电流也变大,电流的变化量小于电压的变化量,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(4)[1]滑动变阻器滑片由一端滑动另一端时的电压表的示数分别为2V、4V,可知电压表接在小灯泡两端,电源电压4V。第一次实验滑动变阻器接入最大电阻,小灯泡两端电压为2V,滑动变阻器两端电压也是2V,此时电流是0.2A,滑动变阻器最大值
[2]仅调整电源电压,并将滑动变阻器的电阻调到最大,再闭合开关移动滑片,为了使小灯泡正常发光,所以要观察电流表的示数至0.3A,小灯泡正常发光。
(5)[1][2]由表格可知电流增大时,小灯泡两端的电压增大,故当小灯泡的通过的电流为0.3A时,小灯泡两端电压大于4V,所以丙中电压表的量程是0-15V,分度值为0.5V,电压表示数 是4.5V,此小灯泡的额定功率
此时滑动变阻器两端的电压
所以电源电压大于灯泡电压4.5V,小于灯泡电压和滑动变阻器电压的和7.5V,故调整后的电源电压是6V。
23.(1)
(2)D
(3)3
(4) S1
(5)A
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中电流变大,则变阻器阻值变小,所以变阻器选择右下接线柱串联到电路中,电压表与定值电阻并联,作图如下:
(2)闭合开关,电流表无示数,说明发生断路,电压表无示数,说明电压表的两端没有与电源相通,则定值电阻以外的电路部分发生断路,所以电路故障可能是开关断路,故选D。
(3)探究电流与电阻关系的实验中,要控制电阻两端的电压不变,控制的电压值为
当接入30Ω的电阻时,根据串联分压原理则有
解得。滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”,若为保持电压表示数不变,电路中需要再串联一个定值电阻才能完成实验,则该串联的定值电阻取值范围为,所以上述4个定值电阻中符合要求的有5Ω、10Ω、15Ω这3个。
(4)[1][2]①开关闭合时,和串联,电流表测电路电流,示数为I1,则电源电压为
①②开关S1、S2闭合时,单独工作,电流表测电路电流,示数为I2,则电源电压为
②
联立①②,解得。
(5)A.闭合S、,电压表测电源电压,示数记为;再断开,、电阻箱串联,电压表测电压,根据串联分压原理列式可得阻值,故A符合题意;
B.由于电源电压为3V,定值电阻阻值约为500Ω左右,使得电路中电流过小,电流表无法测量,所以不能测得阻值,故B不符合题意;
C.由于电源电压为3V,定值电阻阻值约为500Ω左右,使得电路中电流过小,电流表无法测量,所以不能测得阻值,故C不符合题意;
D.电压表始终测电源电压,示数不变,所以不能测得阻值,故D不符合题意。
故选A。
24.(1)0.27A或0.375A
(2) 30Ω 15 0~15V 0~0.6A
(3)
【详解】(1)由已知条件可知,调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。根据欧姆定律的变形式可得滑动变阻器两端电压
故电源电压一定大于5V,那么题干中电源电压大于5V的电压只有6V和15V。
当用6V电源电压的时候,则此时待测电阻两端电压
由欧姆定律可得此时待测电阻为
因为按操作规范进行实验时,闭合电键K,此时滑动变阻器接入最大值,电路最小电流,即电流表A的示数为I为
当电源电压为15V时,则此时待测电阻两端电压
由欧姆定律可得此时待测电阻为
因为按操作规范进行实验时,闭合电键K,此时滑动变阻器接入最大值,电路最小电流,即电流表A的示数为I为
(2)[1]由电路图可知,闭合开关S时,电路中只有R1工作,电流表的示数为0.2A,此时R1两端的电压等于电源电压,则电源电压为
U=I1R1=0.2A×15Ω=3V
两个开关都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,电流表的示数变为0.3A,根据并联电路电流与电压的特点可知,待测电阻R2的阻值
[2][3][4]由题知,要求在几次测量中,电表指针的示值大于量程的,若按此要求,我们先看看在使用电流表各个量程时,电路中的电流情况:
对于0~0.6A量程,电路中的电流应大于0.4A;对于0~3A量程,电路中的电流应大于2A;由于被测电阻的阻值大约30Ω,可知电流表若用0~0.6A量程,则被测电阻两端电压大于
U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V
电流表若用0~3A量程,则被测电阻两端电压大于
U2=I2R2=2A×30Ω=60V
由已知条件可知,电源电压应该选择15V,电压表选择0~15V量程;如果电源电压为15V,由欧姆定律,所以通过电阻的最大电流约为
即电流表选择0~0.6A。
(3)根据可知,要测电阻R2,需直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,把R1与R2串联,利用电压表直接测R2两端电压,利用开关的控制电压表的测量对象,根据串联电路电流相等的特点,可求出R2的电阻,如图所示:
【点睛】
25.(1)
(2)电阻箱断路
(3)0.2
(4)40
(5)反
(6) 电压表 大于 10或15或20 5
(7) 5.4
(8) 断开
【详解】(1)电路中电压表与变阻箱串联,电流表与变阻箱并联时错误的接法,正确接法应该是电压表与变阻箱并联,电流表与变阻箱串联,如图所示:
(2)电流表示数为零,说明电路出现断路,若滑动变阻器断路,则电压表示数也会为零,电阻箱断路时,电压表测电源电压,则电路故障为电阻箱断路。
(3)由实物图知,电流表接0~0.6A的量程,分度值为0.02A,由图乙知,电流表的示数为0.2A。
(4)按照实验要求,调节阻值后要调节滑动变阻器,使得电阻箱两端的电压与之前保持相同,根据表中数据及欧姆定律可知,每一组对应的电流与电阻的乘积是定值4V,当接入电阻的阻值为30Ω时,电流为0.12A,电流与电阻的乘积为3.6V,与其他几次实验不同,故这组数据有明显的错误。在这次实验中,电路的总电阻
根据电阻的串联可得此时滑动变阻器接入电路的阻值
由题知,造成错误的原因是有一次调节电阻箱后没有移动滑动变阻器所致,说明上一次实验时满足实验要求(即满足定值电阻两端电压为4V),则上一次实验时滑动变阻器两端的电压
根据串联分压的规律可得
即
解得
所以该次实验是在阻值为40Ω的电阻完成后进行的。
(5)数据修正后,根据表中数据,电压一定时,随着电阻减小,通过电阻的电流增大,且电流与对应的电阻的乘积是一个定值,故电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)[1]当用25Ω的电阻进行实验时,调节滑动变阻器,眼睛应观察电压表,使电压表示数等于3V时停止调节。
[2]当用25Ω的电阻进行实验时,由于定值电阻阻值过大,分得电压过多,即使滑动变阻器全部阻值接入电路,也不能使定值电阻两端电压降低到3V,此时电压表示数大于3V。
[3]根据题意,当使用30Ω电阻时,电路中的电流
此时,滑动变阻器和接入定值电阻所分的电压为
滑动变阻器和接入的定值电阻的总电阻为
当使用30Ω电阻时,电路中的电流
此时,滑动变阻器和接入定值电阻所分的电压为
滑动变阻器和接入的定值电阻的总电阻为
综上,滑动变阻器最大的阻值为20Ω,则接入定值电阻阻值可以为10Ω或15Ω或20Ω。
[4]当定值电阻阻值最大为30Ω时,电路中的电流
当滑动变阻器阻值最大为20Ω时,滑动变阻器两端电压
则满足条件的电源电压得最大值
(7)[1]根据图中数据,描出数据对应的点,用平滑的线将各点连接起来,如图所示:
[2]由图像可知,当电压为2.8V时,通过电阻的电流为0.52A,则电阻阻值
(8)[1]闭合,断开,此时待测电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数和电流表的示数。
[2]在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻
在③中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻
定值电阻的电流表内阻不变,故待测电阻
26.(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(1)电压表和电流表的指针能偏转是因为有电流流过电压表和电流表,且电压表和电流表本身有一定的电阻,因此电路中接入电压表和电流表后,会改变电路中的电流和电压分配。因此测量要求较高时,应把电压表和电流表看成电阻来处理,在本题测量电阻的各种方法中,我们用R真表示被测电阻的真实值,用R测表示被测电阻的测量值,用RV表示电压表的内阻,用RA表示电流表的内阻。
在图a中
IA=IR+IV
UR=UV
得到
说明
R测<R真
在图b中
UV=UA+UR
IR=IA
得到
说明
R测>R真
(2)由图b可知,虚线框内电路的作用是提供一个由零逐渐变大的连续变化的电压,供多次测量用。
(3)比较图c和a可知,在图a中,由于电压表的分流使电阻的测量值与真实值之间产生误差,而在图c中,若灵敏电流计中无电流流过,经过电压表的电流不进入电流表,则电压表不存在分流,可测出电阻的正确值。
(4)实验步骤如下:
①闭合电键S1、S2、S3,判定流过灵敏电流计中电流的方向;
②若流过灵敏电流计中电流的方向是由上向下的,则将滑片P1右移一些或将滑片P2左移一些,直至灵敏电流计中无电流流过;
若流过灵敏电流计中电流的方向是由下向上的,则将滑片P1左移一些或将滑片P2右移一些,直至灵敏电流计中无电流流过。
③记下电压表和电流表的示数U和I;
④利用公式求出被测电阻R的阻值。
27. 0.76 断开S2,闭合S、S1 3
【详解】(一)(1)[1]本实验中,电压表应与灯泡并联,变阻器应与灯泡串联,只改接一根导线使之成为正确电路,如图所示:
(2)[2]如图乙所示,电流表示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为
(二)[3]小明把30Ω的电阻接入电路,为了完成实验,接入电阻最大,滑动变阻器也应该调到最大,此时能完成实验,那么用更小的电阻也能完成实验,当接入电阻最大,滑动变阻器也应该调到最大时,电阻之比为
则此时电压之比为
电源为三节新电池,其电压为4.5V,有
则可解得
若此时保证定值电阻值不变,减小定值电阻两端的电压,则需要增加滑动变阻器的阻值,但滑动变阻器的阻值已经到达最大,则说明定值电阻两端的电压只能比2.7V大,不能比2.7V小,又因为电压量程为,则定值电阻两端电压控制在。
(三)(1)闭合S、S2,断开S1,当滑动变阻器RB的滑片在最左端,滑动变阻器RA的滑片在最右端时,电流表的示数为0.6A,此时RB和RA串联,RB电阻为0,RA电阻为最大值,则电源电压为
(2)[4]断开S2,闭合S、S1,此时灯泡和RA串联,移动滑动变阻器RA滑片使电流表示数为0.5A,灯泡正常发光。
(3)断开S1,闭合S、S2,此时RB和RA串联,保持滑动变阻器RA的滑片位置不动,调节滑动变阻器RB的滑片,使电流表的示数为0.5A,此后RB的电阻等于灯泡的电阻。
(4)保持其中一个滑动变阻器滑片位置不动,将另一个滑动变阻器的滑片调到最左端,此时电流表的示数为1A,滑动不动的滑动变阻器为RB,则可求出此时RB的电阻为
则
(5)[5]小灯泡的额定功率
28. 小灯泡断路 5 右 电压表 1 温度 0.55
【详解】(1)[1]在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表应并联在灯泡两端,电路连接如下图所示
(2)[2]闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路;电压表有示数,说明与电压表并联部分断路,故电路故障为小灯泡断路。
(3)[3]由图乙知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,当电压表的示数达到1.5V时,灯泡的电阻为
[4]由于电压表示数小于灯泡额定电压,为使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右移动。
[5]移动过程中,眼睛注视电压表,直到电压表示数等于2.5V。
(4)[6]右图丙可知,当小灯泡的额定电压为2.5V时,流过小灯泡的额定电流为0.4A,则灯泡的额定功率为
[7]灯泡的电阻与温度有关,当灯泡的电压改变,电流改变,电功率就改变,引起灯泡的温度就改变,从而灯泡的电阻发生会改变。
(5)[8]测定灯泡的功率的实验滑动变阻器和灯泡是串联的,灯泡亮度增大,是因为滑动变阻器的电阻减小造成的,串联电路中,电阻起分担电压的作用,电阻越小,分担的电压越小,电压表的示数减小,说明电压表并联在滑动变阻器的两端。由题意可知,滑动变阻器功率
所以电路电流
此时灯泡正常工作,灯泡的额定功率
所以
解不等式得
因为电源电压为2V的整数倍,则, 灯泡额定功率为
29. 电压表断路,或电压表短路,或定值电阻短路 电阻的平均值 5 A 不均匀 10
【详解】(1)[1]当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大,说明接入电路的电阻变小,滑动变阻器的阻值变小,滑动变阻器应接入右下接线柱,实物图如图
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是电压表断路,或电压表短路,或定值电阻短路。
(3)①[3]测量定值电阻的阻值,需要多次测量求平均值,以减小实验误差,▲处应填写电阻的平均值。
②[4]实验中第3次实验的电压表选小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,此次Rx的阻值为
(4)[5]定值电阻的电阻不变,多次测的其两端的电压和电流,还能完成的探究实验是探究电流与电压的关系;探究电流与电阻的关系需要保持定值电阻两端的电压不变,更换不同的定值电阻,此装置不能完成实验,故选A。
(5)①将M、N直接相连,调节滑片P使电流表指针指在0.6A刻度上,此后保持滑片P位置不变,此时电路的总电阻
②[6][7]在M、N之间接入不同待测电阻,依据R与I的对应关系,
上式中电源电压为6V,R总为10Ω,上式可写为
由表达式可知,R与I的对应关系不是正比例函数,因此该“电阻表”的刻度是不均匀的,在电流表示数为0.3A时,表达式为
解得刻度处应标的数值为
30. A D 0.625 > 小智 6 1.75
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率实验中,电压表与小灯泡并联,如下图
(2)[2]为了保护电路安全,开关闭合前,滑片P应移到最大值A端。
[3]灯泡不发光,电流表和电压表均有较小的示数,说明电路未断路,此时灯泡不发光的原因是因为灯泡的实际电功率太小了,此时为了让灯泡亮应该移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压变大,实际功率变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[4]由乙图知道灯泡正常发光时电压2.5V,电流0.25A,由知道,其额定功率为
(4)[5]当小灯泡的实际功率为额定功率的四分之一时,即
由知道
由于灯泡电阻随温度的升高而增大,则灯泡在正常工作时,灯泡的阻值较大,所以
即
(5)[6]根据控制变量法知道,验证电流跟电阻的关系时,要保持定值电阻两端的电压不变,即
U=IR=恒量
由图像知道,小智同学的实验操作不符合电压不变的要求,故是错误的。
[7]根据第一次和第二次的实验数据知道,I1=0.4A,I2=0.3A,由串联电路电压的特点及欧姆定律知道
①
②
由①②解得
(6)[8]根据题意知道,控制定值电阻两端电压为2V不变,则滑动变阻器两端的电压为
U滑=6V-2V=4V
根据串联分压原理知道,滑动变阻器接入最大阻值时,定值电阻最大
解得
R最大=30Ω
所以,能完成该实验的定值电阻有5个,分别是5、10、15、20、25;
①通过只改变“定值电阻两端设定的电压值”,来完成上述6个电阻的实验,此时电源电压仍然为6V,当把40Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最大为60Ω,最大电流值为0.5A,此时定值电阻可设定电压值2.5V,则U滑=3.5V,当把5Ω的定值电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,且为
故
R滑小1=7Ω
由知道,此时滑动变阻器功率有最大值为
②通过只改变“滑动变阻器的最大阻值”,来完成上述6个电阻的实验,此时电源电压仍然为6V,当把40Ω的定值电阻接入电路时,由串联分压的规律知道,此时变阻器接入电路的阻值最大为
即换用最大阻值为80Ω的滑动变阻器,当把5Ω的定值电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,且
由知道,此时滑动变阻器功率有最大值为
③通过只改变“电源电压”,来完成上述6个电阻的实验,此时定值电阻两端设定的电压值仍然为2V,滑动变阻器的最大阻值仍然为60Ω,当把40Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最大为60Ω,由串联分压的规律知道
解得此时电源的电压
U电源′=5V
则此时变阻器两端的电压
U滑′= U电源′- U定=5V-2V=3V
当把5Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最小,且
则
由知道,此时滑动变阻器功率有最大值为
综上可知,最终正确测得的数据中,滑动变阻器功率的最大值为1.75W。
31. 或 定值电阻R开路 2.5 B 35 实验需要保证电阻大小保持不变 可方便改变定值电阻两端电压,从而多次测量,得出普遍性的规律
【详解】(1)[1]在探究“电流与电阻的关系”实验中,电压表并联在定值电阻两端;根据题意知道,要求滑片向右滑电流表示数变小,即滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图
或
(2)[2]连接好电路,闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针迅速偏转到最右端,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即其原因可能是定值电阻R断路。
(3)[3][4]由图丙知道,电流与电阻的乘积为
为一定值,故可以得出实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
根据串联分压原理知道,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,即保持2.5V不变;接着将5Ω的电阻换为10Ω,根据串联电路电压的规律知道,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B端移动。
(4)[5]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
(5)①[6]由图1A到图1B,将小灯泡换成了定值电阻,改进的主要理由是小灯泡的电阻随温度的升高而增大,实验需要保证电阻大小保持不变。
②[7]由图1B到图1C,电路中增加了滑动变阻器,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻来改变定值电阻两端的电压,故改进的主要理由是可方便改变定值电阻两端电压,从而多次测量,得出普遍性的规律。
32. 与电压表并联的电阻断路 右 2 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 A
【详解】(1)[1]滑动变阻器应按一上一下接入电路,实物图接了两个上接线柱,正确的接法是接入左下右上接线柱,实物图如图
(2)[2]闭合开关后,发现电流表指针几乎没有偏转,电路可能存在断路,电压表的示数为,为电源电压,说明电压表与电源接通,则产生这种故障的原因可能是与电压表并联的电阻断路。
(3)[3][4]小华用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为的电阻接入电路,闭合开关,电压表的示数增大,探究电流与电阻的关系需要保持定值电阻两端的电压不变,因此应减小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器的电压,即应增大滑动变阻器的电阻,应向右端移动滑片,直至电压表示数为原来的值不变;由丙图可知,定值电阻两端的电压为
因此移动滑动变阻器滑片时,应是电压表的示数为2V。
(4)[5]分析图像可知,电阻的值越大,通过电阻的电流越小,可以得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[6]当50Ω的电阻接入电路时,滑动变阻器需要的最大值
故应选的电阻,故选A。
[7]当50Ω的电阻接入电路,滑动变阻器全部接入电路时,滑动变阻器两端的电压最大,定值电阻的电压最小,此时
解得
定值电阻两端的电压的最大值为3V,此时滑动变阻器的阻值为0,定值电阻两端电压应控制一定,这个电压的范围为。
33. 电阻箱短路 2 1.25 1.25 3.75
【详解】(1)①[1]电流表有示数,电压表示数为零,故障可能是电压表被短路或电压表断路;由于调节滑动变阻器时,电流表示数有明显变化,则说明电阻箱未接入电路,据此可知电路故障可能是电压表或电阻箱被短路。
②[2]由I与关系图线知,当电流为0.1A时,为0.05Ω-1,则,则电压
③[3]由题意可知电源为三节新干电池,所以电源电压
由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端分得的电压
由串联电路分压原理可知
解得
在电压表示数为U0时,无论电阻箱取哪个阻值,滑动变阻器连入电路的阻值一定是电阻箱阻值的1.25倍。
(2)[4]灯泡的额定电压为2.5V,根据图丙可知,对应的电流,则灯的额定功率
[5]根据图丙可知,当小灯泡的电功率为0.6W时,通过灯泡的电流,灯泡两端电压,由欧姆定律可得小灯泡的电阻为
(3)[6]闭合开关S、S1,电压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片P使电压表的示数为U1,即小灯泡两端的电压是U1;保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,记下电压表的示数为U2,由于电路连接方式不变,电路中电阻不变,电流不变,此时灯泡两端的电压仍为U1;根据串联电路电压规律,定值电阻两端的电压是
定值电阻中的电流为
定值电阻和小灯泡串联,根据串联电路电流处处相等,则小灯泡中的电流是
小灯泡的功率为
34. 电流表和电压表均无示数 0.3 9 仅根据一组数据求得的电阻可能存在较大误差 9 移动滑动变阻器滑片P至b端
【详解】(1)[1]如图,滑动变阻器、定值电阻、电流表串联在电路中,电压表接在定值电阻两端,闭合开关,若滑动变阻器断路,整个电路断路,观察电流表和电压表示数都没有实数。
(2)[2][3]电压表示数为2.7V,如图乙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则测得未知电阻
[4]利用一组数据即得出该待测电阻的阻值,结束实验,此方法不妥,一组数据得出的电阻值误差可能较大,应多次测量,求电阻的平均值,目的是减小实验误差。
(3)[5]为了保证电路安全,电电压表的最大值为3V,此时电路中的电流最大,最大电流
滑动变阻器的最小值
实验过程中选取的滑动变阻器的阻值应不小于9Ω。
(3)实验步骤
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②[6]闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至b端,读出电压表示数U2;
[7]在步骤①中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U1;在步骤②中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测Rx两端电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
步骤②电路中的电流
则待测电阻的表达式
35. 0~3V 小灯泡短路 0.3 左 小 断开S1闭合S2,移动变阻器R2的滑片P,使电压表示数为U额
【详解】(1)[1]灯的额定电压为2.5V,故为了测量更精确电压表应选择的量程是0~3V。
(2)[2]闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的部分断路,则故障原因可能是小灯泡短路。
(3)[3]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,读数为0.3A。
(4)[4]根据表中数据,电路中的电流越来越小,由欧姆定律可知,电路的总电阻越来越大,故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动。
[5]根据表中数据,可得,灯丝的电阻
各组数据计算可得,灯的电阻分别为8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω、6.1Ω、4.7Ω、3.1Ω、2.0Ω,故灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变小。
(3)①闭合开关S,S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光;
②[6]接着,保持变阻器R1的滑片位置不动,再断开S1闭合S2,移动变阻器R2的滑片P,使电压表示数为U额,此时滑动变阻器R2的阻值等于灯泡正常发光时电阻,即;
③[7]将R1的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R₁的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2;在③中,将R1的滑片P调至最左端,R1连入电路中的电阻为0,电压表的示数U1即为电源电压;再将R1的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R2的电压,此时R1两端的电压为
电路中的电流
滑动变阻器R2接入电路的电阻
小灯泡额定功率的表达式
36. 定值电阻断路 0.3 右 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 5000
【详解】(1)[1]原电路图中,定值电阻和电压表被导线短路,没有接入电路中,在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,正确的连接如图
(2)[2]闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表都没有示数,说明电路断路,电压表有示数且不变,说明电压表与电源串联,原因可能是定值电阻断路。
(3)[3]如表丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.3A。
[4]得到第3组实验数据后,要得到第4组数据,即电流变大,由欧姆定律可知,要减小电路的电阻,他将滑片P向右端移动适当距离后得到第4组数据。
[5]分析表中数据可知,电压变为原来的几倍,通过的电流也变为原来的几倍,故得出的结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[6]探究电流与电压的关系时,需保持定值电阻的值不变;把定值电阻换成小灯泡,利用该电路图重复实验,却得不到小明的结论,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
[拓展]
电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,他找了一个2kΩ的定值电阻R0,设计了如图丙所示电路,由上述实验可知,电源电压恒为3V;
①S接1时,定值电阻R0与电压表串联,电压表示数为2.5V,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
电压表内阻为
②[7]S1接2时,待测电阻Rx与电压表串联,电压表示数为2V,由串联电路电压的规律,待测电阻的电压为
待测电阻的阻值
37. 断开 0.36 右 电压表 向左、向右均可 C 0.55
【详解】(1)[1]在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端。
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
[3]当电压表的示数达到1.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A,则此时,灯泡的功率为
灯泡的功率为0.36W。
[4]由于电压表示数小于灯泡额定电压,为使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右移动。
[5]移动过程中,眼睛注视电压表,直到电压表示数等于2.5V。
(3)[6]滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻变小,设原来电路中的电流为I1(即通过灯的电流),滑片往右滑一段距离后电路中的电流为I2(即通过灯的电流),因滑动变阻器的电阻变小,根据分压原理可知:滑动变阻器分得电压变小,由串联电路电压的规律可知,灯泡分得的电压增大,通过灯的电流也增大,所以,由于电源电压不变,则根据可知,,即滑片向右移动后电路的总电阻变小。滑片向右移动后电流变大,根据P=UI可知灯的实际功率增大,灯丝的温度升高,小灯泡阻值随温度的升高而变大,因总电阻减小,由电阻的串联规律可知:滑动变阻器R的阻值减小量大于灯泡L的阻值增大量。滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻增大,灯泡变暗,电流变小,电路的总电阻变大,但灯丝的温度降低,灯泡的电阻减小,所以变阻器R的阻值增大量大于灯泡L的阻值减小量;综上可知,滑片不论向左还是向右移动,R的阻值变化量比L的阻值变化量大。
(4)[7]将滑动变阻器的滑片滑到最右端,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,灯泡L1和L2串联,因两灯泡规格相同,根据串联分压原理可知,此时L1两端电压为1.5V,对应图丙的D点。原先滑动变阻器阻值最大时,灯泡两端电压为0.5V,即A点,现将两灯串联,当滑动变阻器阻值最大时,根据串联电路分压原理,灯泡L1和L2两端总电压将大于0.5V,因两灯泡规格相同,则L1两端电压将大于0.25V,对应图丙的C点,所以L1的I-U关系图像可能是图丙中的CD段,故选C。
(5)[8]测定灯泡的功率的实验滑动变阻器和灯泡是串联的,灯泡亮度增大,是因为滑动变阻器的电阻减小造成的,串联电路中,电阻起分担电压的作用,电阻越小,分担的电压越小,电压表的示数减小,说明电压表并联在滑动变阻器的两端。由题意可知,滑动变阻器功率
所以电路电流
此时灯泡正常工作,灯泡的额定功率
所以
解不等式得
因为电源电压为2V的整数倍,则 ,灯泡额定功率
灯泡额定功率为0.55W。
38. 滑动变阻器接入电路的阻值过大,通过灯泡的电流太小,灯泡的实际功率太小,不足以让灯泡亮起来 0.625 8 D 5~50
【详解】(1)[1]电流表有示数,说明电路是连通的。电压表有示数,说明电灯未短路。综上所述,灯丝中是有电流通过的,小灯未发光,主要是电流太小,灯丝的实际功率小。
(2)[2]读图乙可知,小灯两端电压为2.5V时,灯丝中电流为0.25A,则小灯的额定功率为
(3)[3]读图可知,当变阻器连入电路阻值最大时(40Ω),电路中电流为0.1A,此时小灯两端电压为0.5V,则电源电压为
则小灯正常工作时,变阻器两端电压为
此时变阻器连入电路的阻值为
(4)[4]A.本电路能够测量通过小灯的电流与小灯两端电压,根据能够计算出小灯的电阻。故A不符合题意;
B.小灯与变阻器串联,将电流表接在电路中不同位置,可以测量串联中各自的电流,因此可以探究串联电路的电流特点。故B不符合题意;
C.小灯与变阻器串联,将电压表与电路不同部分并联,可以测量串联电路各部分电压,可以探究串联电路的电压特点。故C不符合题意;
D.探究电流与电压的关系时,需要保持研究对象的电阻不变,改变其两端电压,记录电流,根据数据归纳结论。本电路中,我们可以通过变阻器改变小灯两端的电压,但灯丝的电阻是变化的,故不能探究电流与电压关系。故D符合题意。
故选D。
(5)[5]在串联电路中,导体两端电压与其电阻成正比分配。为保持定值电阻两端电压为2.5V不变,若接入的定值电阻阻值越大,则变阻器连入电路的阻值就越大。当变阻器全部连入电路中时,有
变阻器的规格为“40Ω 0.5A”,即电路中的最大电流为0.5A,此时定值电阻阻值为
故能用到的定值电阻的阻值范围为5~50Ω。
39. B C 0.75 > AB BD
【详解】(1)[1]已知电源电压为6V,额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为10Ω,由欧姆定律可知,灯的额定电流
由串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻
故选用滑动变阻器B。
(2)[2]电压表与灯泡并联,根据小灯泡的额定电压知,电压表选用的量程,滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器按一上一下的原则接入电路,由于滑动变阻器的滑片向左移,灯泡的亮度变亮,则应该将下面左边的接线柱接入电路,如图
(3)[3]连好电路后,闭合开关,但电流表、电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故选C。
(4)[4]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0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[5]在某次调节中,小灯泡逐渐变亮,滑动变阻器电阻变小,由分压原理可知,变阻器两端电压减小,则灯泡两端电压增大,电流也增大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,总电阻变小;根据,只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小,即。
(5)[6]A.把小灯泡换成电阻箱后,可以保持电阻箱接入的阻值一定,通过移动滑动变阻器改变电阻两端的电压,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验,故A符合题意;
B.电阻箱也可以改变电阻,移动滑动变阻器可以保持电阻两端的电压不变,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电阻的关系”关系实验,故B符合题意。
故选AB。
(6)[7]根据可知,由于电源电压不知,故应该选取电压表,结合一定值电阻,把定值电阻与待测电阻串联,利用开关控制可以测得两个电阻两端的电压,利用分压原理,即可测量待测电阻大小;
待测电阻的阻值约为150Ω,根据串联电路分压特点可知,电阻越大分得的电压越大,当选取R1时,电源电压几乎全加在待测电阻两端,定值电阻不起作用,故应该选择R2定值电阻;
故选择器材有BD。
40. 不发光 0.88 < B L2 小于 向B端移动
【详解】(1)[1][2]由图甲知,电压表被串联入电路中,电流表与灯泡并联,所以闭合开关后灯泡不发光,应将电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,电路如图所示:
(2)[3]当电压表示数等于灯泡额定电压4V时,灯泡正常发光,由图乙可知,电流表的量程为0~ 0.6A,分度值为0.02A,此时通过灯泡的电流为0.22A,则小灯泡额定功率
P额=U额I额=4V×0.22A=0.88W
(3)[4]灯泡两端电压增大,通过电路的电流也随之增大,灯泡温度升高,电阻增大,而电源电压不变,由欧姆定律知电路的总电阻减小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,只有当R滑的减小量大于RL的增加量才会让总电阻变小,所以ΔRL<ΔR滑。
(4)[5]当小灯泡L1两端电压为2V时,若灯泡的电阻不变,根据知此时灯L1的实际功率等于额定功率的,即
当L1的电压为2V时,灯泡会比正常发光时暗,温度降低,则电阻变小,所以灯泡L1的实际功率大于0.22W。因灯泡两端的电压小于额定电压,则灯泡的电流小于额定电流0.22A,由P=UI可得L1的实际功率小于
PL1=UI=2V×0.22A=0.44W
所以
0.22W<P实<0.44W
故选B。
(5)[6]两灯额定电压相同,灯泡L2的额定功率较大,由知L2的电阻较小,而两只灯泡灯丝的长度和材料一样,所以L2的灯丝较粗。
(6)[7][8]断开开关后(滑动变阻器滑片位置不变),用规格为“4V 3W”的小灯泡替换原有小灯泡,其它条件都不变,由于L2的电阻小于L1的电阻,由串联电路的分压原理知,闭合开关后灯泡两端电压减小,小于额定电压4V,所以该小灯泡的功率小于额定功率3W;应让滑动变阻器的滑片向B端移动,以减小变阻器接入电路的阻值,减小变阻器的分压,从而使灯泡两端电压达到额定电压4V。
(7)[9][10]①当开关S3断开,开关S1、S2闭合时,灯泡与定值电阻R0并联,根据并联电路各支路电压相等,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为,此时灯泡正常发光。②当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,此时保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,即滑片P位置不变,记下电流表的读数为I。③在步骤②中,灯泡L与电阻R0仍并联,电流表测通过灯泡和电阻R0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,灯的额定电流为
灯的额定功率的表达式为
41. 短路 B 0.5 增大 0.15 C
【详解】(1)[1]电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,说明电流没有经过电压表,故原因是灯泡短路造成的。
(2)[2]由题知,小灯泡额定电压为2.5V,电压表读数为2.2V,若要测量额定功率,应将小灯泡电压增大,故需要减小滑动变阻器电压,应减小滑动变阻器电阻,即滑片向B移动。
[3]由图可知,电压为2.5V时,电流为0.2A,故额定功率为
[4]由图可知,电路中最小电流为0.1A,小灯泡电压为0.5V,则小灯泡此时电阻为
此时电路中总电阻为
此时滑动变阻器电阻为
即滑动变阻器需要55Ω,允许通过0.2A的电流,故R2符合要求。
故选R2。
(3)[5]由图可得,电压为0.5V时,小灯泡电阻为5Ω,电压为2.5V时,小灯泡电阻为
故小灯泡两端电压增大时,小灯泡温度升高,电阻增大。
[6]由图像可知,当电流为0.15A时,小灯泡电压为1V,小灯泡和电阻串联时,两端总电压为
满足题意,故小灯泡功率为
(4)[7]A.串联电路中电流处处相等,所以灯泡的电流,根据可知小灯泡的电功率随电流的增大而增大,由于此过程中灯泡的电阻也变大,所以小灯泡的电功率增长速度越来越快,故A错误;
B.根据可知若灯泡电阻不变,则小灯泡的电功率与灯泡两端电压的平方成正比,但是此过程中灯泡的电阻也变大,所以小灯泡的电功率增长速度越来越慢,故B错误;
C.设电源电压为,电路的总功率为
电源电压不变,若灯泡电阻不变,则电路的总功率与灯泡两端电压成正比,但是此过程中灯泡的电阻也变大,所以电路的总功率增长速度越来越慢,故C正确;
D.根据串联分压规律则有
即
则灯泡两端电压与滑动变阻器两端电压成一次函数关系,且是一条下降的直线,同时直线与横轴和纵轴的交点到原点的距离相等,故D错误。
故选C。
(5)[8]由图可知,电路为串联电路,U1为小灯泡和R1的总电压,故R1的电压为
此时电流为
小灯泡额定功率为
42. 长度 一上一下 最大值 C 丁 120Ω 152cm
【详解】(1)[1]滑动变阻器可以通过滑片,改变接入电路的电阻丝长度,来改变电阻大小。
[2]滑动变阻器的有效接法是上下各选择一个接线柱接入电路,即一上一下接法。
[3]开关闭合前,为防止接通电路电流过大,应将滑片放在阻值最大值的位置,以保护电路。
(2)[4]AB.滑变接入部分为下半部分,上下移动会改变接入阻值,且P向上滑动,电阻变大,由串联分压特点知,分得电压变大,电压表示数变大,故AB错误;
C.电压表示数,而I和R滑均会变化,所以U与R滑不成正比,故C正确;
D.当P在最低端,滑动变阻器接入为0,此时电压表被短路,电压表为0,当滑片位于最上端时,滑动变阻器接入电阻最大,电压表达到最大值,故电压表能从零变化到最大刻度值,故D错误。
(3)[5]由甲电路图可知,R2与R1串联,电压表测R2两端的电压,人身高越大,R2电阻越大,电压表示数越大,但由于电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比,所以刻度并不均匀,甲图不合题意;
由乙电路图可知,R2与R1串联,电压表测R1两端的电压,人身高越高,R2电阻越大,电压表示数越小,乙图不合题意;
由丙电路图可知,R2与R1串联, 滑片移动不会改变R2接入电路的电阻的大小,电压表测R2上半部分那段电阻两端的电压$
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