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第=page3939頁,共=sectionpages5050頁電學(xué)實(shí)驗合集一、實(shí)驗題1.(2023·廣東深圳·統(tǒng)考中考真題)已知:電源電壓為3V,小燈泡額定電壓為2.5V,滑動變阻器(30Ω,1.2A)
(1)請幫助亮亮根據(jù)電路圖,連接實(shí)物圖;(要求:滑片在最右端時,電阻最大。)()(2)在閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片需要調(diào)到端(選填“M”或“N”);(3)亮亮同學(xué)檢查電路連接正確,并且電路元件沒有故障后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表偏轉(zhuǎn)角度很小,請問故障原因是:,接下來亮亮同學(xué)的提作方法是:;(4)實(shí)驗數(shù)據(jù)如下圖:電壓U/V11.522.52.8電流I/A0.140.210.270.30.31請問:正常發(fā)光時,小燈泡的電阻是:Ω;(5)由實(shí)驗數(shù)據(jù)說明:小燈泡的電阻隨電壓的增大而;(選填:“增大”,“變小”或“不變”)(6)小白同學(xué)在電路連接正確后,閉合開關(guān),小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),請在圖丙中,畫出電壓表指針指的位置。(用帶箭頭的線段表示)()【答案】
N燈泡的實(shí)際功率很小移動滑動變阻器滑片8.3增大
【詳解】(1)[1]滑動變阻器滑片在最右端時阻值最大,所以滑動變阻器應(yīng)接左下接線柱,如圖所示:
(2)[2]在閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片需要調(diào)到N端,使得滑動變阻器為最大阻值,保護(hù)電路。(3)[3]閉合開關(guān)前,滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值,閉合開關(guān),由于電路總電阻很大,電路電流較小,燈泡的實(shí)際功率很小,可能不足以引起燈泡發(fā)光。[4]閉合開關(guān)后,如果燈泡不亮,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,減小電路的總電阻,使電燈泡發(fā)光。(4)[5]由題意可知小燈泡的額定電壓是2.5V,所以小燈泡正常發(fā)光時,電壓為2.5V,而電流由表中數(shù)據(jù)得0.3A,所以小燈泡電阻為(5)[6]由表中數(shù)據(jù)得電壓為1V,電流為0.14A,小燈泡電阻為由表中數(shù)據(jù)得電壓為1.5V,電流為0.21A,小燈泡電阻為由表中數(shù)據(jù)得電壓為2V,電流為0.27A,小燈泡電阻為由表中數(shù)據(jù)得電壓為2.8V,電流為0.31A,小燈泡電阻為所以小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。(6)[7]閉合開關(guān),小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),說明小燈泡斷路了,電壓表測電源的電壓示數(shù)接近電源電壓3V,如圖所示:
2.(2022·廣東深圳·統(tǒng)考三模)小明用圖甲所示的電路來測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,已知電源電壓保持3V恒定不變,小燈泡的額定電壓為2.5V。(1)在甲圖中,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最(選填“左”或“右”)端;(2)小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù),得到小燈泡I﹣U圖像如圖乙所示,得知燈絲電阻與有關(guān),且小燈泡正常發(fā)光時的電阻為Ω(保留一位小數(shù));(3)實(shí)驗中,滑片位于某位置時電壓表示數(shù)突然變?yōu)榱悖娏鞅硎緮?shù)不變,出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是;(4)小明選用的滑動變阻器的規(guī)格是下列的(選填字母)。A.“5Ω2A”
B.“15Ω2A”
C.“25Ω2A”
D.“30Ω2A”(5)同組的小聰設(shè)計了如圖丙所示的電路,測量另一個額定電壓為U額的小燈泡的額定功率,已知定值電阻的阻值為R0,請將下列實(shí)驗步驟補(bǔ)充完整:①閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為(用U額和R0表示);②閉合S、S2,斷開S1,保持滑動變阻器的滑片位置不動,記錄電流表的示數(shù)為I;③小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=(用U額、I和R0表示)。【答案】右溫度8.3電壓表斷路C【詳解】(1)[1]閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處,即滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最右端。(2)[2]如圖乙所示,燈泡I﹣U圖像為一曲線,則燈的電阻是變化的,可知燈絲電阻與溫度有關(guān)。[3]燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓2.5V,由圖象可知此時通過燈泡的電流為0.3A,所以燈泡正常發(fā)光的電阻為(3)[4]實(shí)驗中,滑片位于某位置時電壓表示數(shù)突然變?yōu)榱悖娏鞅硎緮?shù)不變,說明電流表與燈泡、滑動變阻器、開關(guān)、電源組成通路,電壓表兩端沒有電壓,故電路故障是電壓表斷路。(4)[5]小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù),此時電路中電阻最大,電流最小,由圖象知此時燈泡兩端電壓為0.5V,電流為0.1A,由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得,滑動變阻器的最大阻值則所用滑動變阻器的規(guī)格為“25Ω2A”,故選C。(5)要測燈的額定功率,應(yīng)先使燈正常發(fā)光,先將定值電阻與電流表串聯(lián)后再與燈并聯(lián),通過移動變阻器的滑片使電流表示數(shù)為時,由歐姆定律和并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈的電壓為額定電壓,燈正常發(fā)光;保持滑片位置不變,通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換,使電流表測燈與定值電阻并聯(lián)的總電流,因電路的連接關(guān)系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出燈的額定電流,根據(jù)P=UI寫出燈的額定功率的表達(dá)式。①[6]①閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為;③[7]在②中,燈與定值電阻并聯(lián),電流表測電路的總電流,因電路的連接關(guān)系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路各支路可獨(dú)立工作、互不影響及并聯(lián)電路電流的規(guī)律,則通過燈泡的電流為即燈泡的額定電流,由P=UI可得小燈泡額定功率的表達(dá)式為3.(2023·山東淄博·統(tǒng)考中考真題)用如甲圖所示電路測量小燈泡的電阻,其中電源電壓為3V恒定不變,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω;1A”,導(dǎo)線若干(導(dǎo)線電阻忽略不計)。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整(導(dǎo)線不能交叉),要求滑片P向左滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大;(2)小明連好電路,一閉合開關(guān),小燈泡就發(fā)出耀眼的光。他在操作中的問題是;(3)問題解決后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,觀察小燈泡的亮度,多次測量并記錄數(shù)據(jù)(如下表所示)。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5Ⅴ時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示為A,計算此時小燈泡的阻值為(精確到0.1Ω);實(shí)驗次數(shù)12345發(fā)光情況不亮微光暗明亮耀眼電壓U/V0.50.91.52.52.8電流I/A0.160.200.220.30電阻R/Ω(4)對比小燈泡在不同亮度下的電阻,你的發(fā)現(xiàn)是。實(shí)際生活中,在閉合開關(guān)的瞬間白熾燈燈絲容易燒壞,是因為此時燈絲的電阻,實(shí)際電功率較大,燈絲容易熔斷;(5)小明想用本實(shí)驗器材探究電流和電壓的關(guān)系,你認(rèn)為是否可行并說明理由:?!敬鸢浮?/p>
滑動變阻器的滑片沒有調(diào)到最大阻值處0.288.9Ω小燈泡的電阻不同較小不可行,因為小燈泡的電阻隨著加熱時間的變化而變化【詳解】(1)[1]從圖甲可以看到,滑動變阻器的左上端接入電路,根據(jù)變阻器的“一上一下”接法,接下來應(yīng)該是變阻器的下端接入電路,要求滑片P向左滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大,觀察圖甲可知,只有接入B端,阻值才變大,其他部分連接完整,如下圖所示:
(2)[2]小明連好電路,一閉合開關(guān),小燈泡就發(fā)出耀眼的光,說明流過小燈泡的電流過大,電路的總電阻過小,變阻器接入電路的阻值過小,滑動變阻器的滑片沒有調(diào)到最大阻值處。(3)[3]此時電流表示數(shù)如圖乙所示,從圖乙可以看到,選擇的電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,它的讀數(shù)為0.28A。[4]已知電壓表的示數(shù)為2.5V,即小燈泡的電壓為2.5V,再由[3]解析可知,流過小燈泡的電流為0.28A,根據(jù)可知,小燈泡的電阻為此時小燈泡的阻值約為8.9Ω。(4)[5]對比小燈泡不同亮度,從不亮到微光,再到暗、明亮、耀眼,對應(yīng)電阻的阻值分別為3.1Ω、4.5Ω、6.8Ω、8.9Ω、9.3Ω,會發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻是不同的。[6]由于開燈的瞬間燈絲的溫度較低,電阻較小,而電壓是恒定的,流過燈絲的電流較大,燈絲的電功率較大,燈絲容易熔斷。(5)[7]不可行;因為探究電流和電壓的關(guān)系這實(shí)驗中,要求電阻的阻值不變,而小燈泡的電阻隨著加熱時間的變化而變化,所以不能做實(shí)驗。4.(2023·山東威?!そy(tǒng)考中考真題)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗中,電源電壓恒為,滑動變阻器規(guī)格為“”。
(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整(導(dǎo)線不允許交叉);(2)連接好電路,將滑動變阻器阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)始終接近電源電壓。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是;A.電流表損壞
B.滑動變阻器短路C.定值電阻R接觸不良D.定值電阻R短路(3)排除故障繼續(xù)實(shí)驗,更換不同的定值電阻后,都需要調(diào)節(jié)滑動變阻器,其目的是,實(shí)驗數(shù)據(jù)如表所示,其中第6次實(shí)驗中電流表示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為A;表實(shí)驗次數(shù)123456……電阻57.512152025……電流1.20.80.480.40.32……
(4)在如圖所示坐標(biāo)系中已經(jīng)描出所有實(shí)驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn),請繪出圖象,分析并得出結(jié)論:;(5)實(shí)驗完成后,在評估“將電阻更換成電阻繼續(xù)實(shí)驗”這一環(huán)節(jié)中,甲小組認(rèn)為,更換成電阻后需要將滑動變阻器阻值調(diào)到最大,才能閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗;而乙小組認(rèn)為,更換成電阻后不需要將滑動變阻器阻值調(diào)到最大,可直接閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗。你認(rèn)為哪個小組的觀點(diǎn)正確并寫出理由:?!敬鸢浮?/p>
C保持電阻R兩端電壓不變0.24
電壓一定,電流與電阻成反比甲小組觀點(diǎn)正確。為了保護(hù)電路,防止電路因連接錯誤(如短路)導(dǎo)致電路元件損壞,每次閉合電路前都要將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處?!驹斀狻浚?)[1]電壓表要并聯(lián)在定值電阻兩端,且正接線柱靠近電源正極,負(fù)接線柱靠近電源負(fù)極,所以作圖如下
(2)[2]電流表無示數(shù),說明發(fā)生斷路,電壓表有示數(shù),則說明是定值電阻斷路,此時電壓表串聯(lián)到電路中,測電源電壓。故選C。(3)[3][4]探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗中,更換不同的定值電阻后,都需要調(diào)節(jié)滑動變阻器,其目的是控制定值電阻兩端電壓不變。其中第6次實(shí)驗中電流表示數(shù)如圖丙所示,選用的是量程,其讀數(shù)為0.24A。(4)[5][6]用平滑的曲線連接點(diǎn),得到圖像如下
結(jié)合此圖像和表格數(shù)據(jù)可知,電壓一定時,電流與電阻成反比。(5)[7]甲小組觀點(diǎn)正確。為了保護(hù)電路,防止電路因連接錯誤(如短路)導(dǎo)致電路元件損壞,每次閉合電路前都要將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處。5.(2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題)小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω
1A”的滑動變阻器等實(shí)驗器材“探究電流與電阻關(guān)系”。(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯誤,請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;
(2)電路改接正確后,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最(選填“左”或“右”)端;(3)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將(選填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此時應(yīng)將滑動變阻器的滑片在原來基礎(chǔ)上向(選填“左”或“右”)端移動,直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,記錄電流表的示數(shù);(4)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是(寫出一條即可);(5)完成實(shí)驗探究后,小明得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成;(6)完成上述實(shí)驗后,小明又利用原實(shí)驗器材,設(shè)計了如圖乙所示的電路,測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請幫他將實(shí)驗步驟補(bǔ)充完整:①閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為V時,小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V;③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V;④小燈泡的額定功率W。【答案】
左大于左所選滑動變阻器的最大阻值太小或電源電壓過大(其他答案合理即可)反比3.50.7【詳解】(1)[1]小明連接好如圖甲所示的電路,該電路有一處故障是:電阻與電流表并聯(lián)了,將電流表應(yīng)與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),下圖所示:
(2)[2]為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處,即圖中最左端。(3)[3][4]實(shí)驗中,當(dāng)把10Ω的電阻換成20Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動變阻器滑片向左滑動。(4)[5]4節(jié)新干電池電壓為6V,電阻兩端的電壓始終保持UV=4V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓U滑=U-UV=6V-4V=2V變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的0.5倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入50Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為R滑=0.5×50Ω=25Ω故為了完成整個實(shí)驗,應(yīng)該選取最大阻值至少25Ω的滑動變阻器,而現(xiàn)有變阻器的最大電阻太?。ɑ蚩刂频碾娮桦妷翰蛔?,變阻器分得的電壓過小,即電源電壓太大了),故當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是所選滑動變阻器的最大阻值太小或電源電壓過大。(5)[6]在導(dǎo)體兩端電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(6)①[7]閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,變阻器滑片以左電阻絲與燈串聯(lián),此時電壓表測量滑動變阻器電阻絲以左電阻絲兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V-2.5V=3.5V時,燈泡正常發(fā)光。②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V,即滑片以左電阻絲的電壓,因電壓表接在滑片上,故電流要全部經(jīng)過變阻器的電阻絲。③[8]閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V,變阻器的所有電阻絲與燈串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,因電壓表的示數(shù)為4V,與②電路相比,這兩次電路的連接不變,電流大小不變,只是電壓表的測量范圍變化了,因此時電壓表的示數(shù)為“閉合開關(guān)S、S1,斷開S2"時的倍,故變阻器的最大電阻為②中與電壓表并聯(lián)的電阻的倍,即閉合開關(guān)S、S1、S2,滑動變阻器左電阻絲接入阻值為,即在①中,滑動變阻器的電阻為12.5Ω,由歐姆定律,在①中,通過滑動變阻器的電流為即燈的額定電流,小燈泡的額定功率P額=UI=2.5V×0.28A=0.7W6.(2023·山東日照·統(tǒng)考中考真題)小明同學(xué)在參加學(xué)校物理興趣小組探究活動中發(fā)現(xiàn),很多電器產(chǎn)品復(fù)雜的電路都是由簡單的電路組合而成,使用時它們的電流與電壓、電阻總存在一定的關(guān)系。某次探究活動中,小明找到一個未知電阻(阻值不變),設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。電源電壓保持6V不變,滑動變阻器的規(guī)格為“
11A”。(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)驗電路時,所采用的電流表、電壓表如圖乙所示。閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù)。滑動滑片,電流表示數(shù)發(fā)生變化。則電路中故障可能是:;排除故障之后,閉合開關(guān),滑動滑片,記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)見下表:
數(shù)據(jù)序號123456電壓U/V電流I/A①由上表可知電阻。這些數(shù)據(jù)中第組(填寫數(shù)據(jù)序號)是明顯錯誤的。請你幫助小明分析讀取數(shù)據(jù)錯誤的原因是:。②通過此實(shí)驗,可以得出電流I與電壓U的關(guān)系:在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓。(2)保持其他元件不變,只將由更換為,要繼續(xù)保持電阻兩端電壓3V不變,滑動變阻器需要向(選填“左”或“右”)端滑動;將繼續(xù)更換為、……,保持兩端電壓3V不變,記錄數(shù)據(jù)見下表。電壓數(shù)據(jù)序號12345……電阻510152030電流I/A①要想滿足電阻兩端電壓保持3V不變,電阻可更換的最大電阻值為。②分析表中的實(shí)驗數(shù)據(jù),得出電流I與電阻R的關(guān)系:。(3)在探究多個變量之間的關(guān)系時,兩實(shí)驗均利用了法?!敬鸢浮縍1短路103電流表選用小量程,卻按大量程讀數(shù)了成正比左50在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比控制變量【詳解】(1)[1]根據(jù)電路圖連接實(shí)驗電路時,定值電阻與變阻器串聯(lián),電壓表測定值電阻的電壓,電流表測電路的電流,電流表、電壓表如圖乙所示。閉合開關(guān)后電流表有示數(shù),則電路為通路,發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),滑動滑片,電流表示數(shù)發(fā)生變化,則電路中故障可能是:R1短路。①[2]根據(jù)表中數(shù)據(jù),由歐姆定律可知[3][4]根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,除第3組數(shù)外,電流隨電壓的變大而增大,故第3組數(shù)據(jù)(電流)是明顯錯誤的;根據(jù)電流表大小量程之比為5∶1,故錯誤的原因是電流表選用小量程,卻按大量程讀數(shù)了。②[5]根據(jù)上表數(shù)據(jù)(第3組電流應(yīng)為0.3A)可知,電壓增大為原來的幾倍,通過的電流也增大為原來的幾倍,故可以得出電流I與電壓U的關(guān)系:在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。(2)[6]保持其他元件不變,只將由更換為,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,電阻分得的電壓變小,要繼續(xù)保持電阻兩端電壓3V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)減小滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑動變阻器需要向左端滑動。①[7]要想滿足電阻兩端電壓保持3V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓U滑=U-UV=6V-3V=3V電壓表示數(shù)為變阻器分得電壓的1倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)變阻器連入電路中的電阻最大時,對應(yīng)的定值電阻最大,故電阻可更換的最大電阻值為R1大=1×50Ω=50Ω②[8]分析表中的實(shí)驗數(shù)據(jù),電阻的電流與電阻之積為UV=IR=0.6A×5Ω=3V0.3A×10Ω=3V……0.1A×30Ω=3V為一定值,故得出電流I與電阻R的關(guān)系:在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(3)[9]在探究多個變量之間的關(guān)系時,根據(jù)(1)②和(2)②,兩實(shí)驗均利用了控制變量法。7.(2023·遼寧撫順·統(tǒng)考中考真題)小碩同學(xué)使用可調(diào)電壓的電源,四個定值電阻(阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)、電壓表、電流表、標(biāo)有“20Ω1A”的滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等器材探究“電流和電阻的關(guān)系”。(1)小碩連接如圖甲所示電路,檢查電路發(fā)現(xiàn)有一條導(dǎo)線連接錯誤,請在圖甲中錯誤導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。()(2)改正電路,閉合開關(guān)前將滑動變阻器滑片滑至最(填“左”或“右”)端。閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),可能是定值電阻發(fā)生(填“斷路”或“短路”)。(3)排除故障后,當(dāng)接入5Ω定值電阻時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某位置,電流表的示數(shù)如圖乙所示為A.依次更換定值電阻進(jìn)行實(shí)驗,當(dāng)接入20Ω電阻時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持V不變,滑動變阻器恰好達(dá)到最大阻值,則可知電源電壓為V。(4)將20Ω的電阻更換成25Ω的電阻時,為完成實(shí)驗,應(yīng)該將電源電壓調(diào)(填“大”或“小”),使電壓表示數(shù)恢復(fù)到控制電壓。通過分析實(shí)驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論:在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成比。(5)小碩在完成上述實(shí)驗后,想測量小燈泡兩端電壓為U0(U0<U額)時的電阻。他取來一個小燈泡L,已知其額定電壓為U額、額定電流為I額,連接了如圖丙所示電路。已知定值電阻阻值為R0,電源電壓未知。請完成下列實(shí)驗步驟:①只閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為時,小燈泡L正常發(fā)光;②保持滑動變阻器滑片位置不變,只閉合開關(guān)S、S2,讀出電壓表示數(shù)為U1。接著調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為,則小燈泡L兩端電壓達(dá)到U0;③接著斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,讀出電壓表示數(shù)為U2;④小燈泡L兩端電壓為U0時的電阻表達(dá)式為R=(用所測物理量字母和已知物理量字母表示)?!敬鸢浮?/p>
右短路0.424小反I額R0U1+U額-U0【詳解】(1)[1]電路中應(yīng)當(dāng)將電源、開關(guān)、滑動變阻器、定值電阻、電流表串聯(lián),將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,因此修改后正確電路圖如圖所示:
(2)[2]為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器移至最大阻值處,即將滑片移至最右端。[3]閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),證明電路不能斷路;電壓表無示數(shù),證明與之并聯(lián)的定值電阻短路。(3)[4]由圖可知,電流表選用0~0.6A量程,分度值為0.02A,因此讀數(shù)為0.4A。[5]因為探究電流與電阻的關(guān)系,保持定值電阻兩端電壓不變,因此接入20Ω電阻時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持為U=IR=0.4A×5Ω=2V[6]滑動變阻器最大阻值為20Ω,根據(jù)串聯(lián)分壓可知因此滑動變阻器兩端電壓為2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)U=U定+U滑=2V+2V=4V(4)[7]根據(jù)串聯(lián)分壓可知,將20Ω的電阻更換成25Ω的電阻時因此滑動變阻器兩端電壓為1.6V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)U=U定+U滑=1.6V+2V=3.6V因此應(yīng)將電源電壓調(diào)小。[8]通過分析實(shí)驗數(shù)據(jù)可知,電流隨電阻的增大而減小,所以得出結(jié)論:在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(5)[9分析電路可知,只閉合開關(guān)S、S1,定值電阻、滑動變阻器、燈泡串聯(lián),電壓表測定值電阻兩端電壓,為了使燈泡正常工作,根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn),使電壓表示數(shù)為I額R0。[10]保持滑動變阻器滑片位置不變,只閉合開關(guān)S、S2,定值電阻、滑動變阻器、燈泡串聯(lián),電壓表測定值電阻和滑動變阻器兩端電壓,讀出電壓表示數(shù)為U1。根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知,電源電壓為U1+U額。接著調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為U1+U額-U0,則小燈泡L兩端電壓達(dá)到U0。[11]接著斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,定值電阻、滑動變阻器、燈泡串聯(lián),電壓表再次測定值電阻兩端電壓,讀出電壓表示數(shù)為U2;根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知,此時小燈泡的電流為小燈泡L兩端電壓為U0時的電阻表達(dá)式為8.(2023·廣東深圳·??既#┬偫萌鐖D甲所示電路測定小燈泡的電功率。被測小燈泡的額定電壓為,電阻約為左右。實(shí)驗室有如下器材:電源(電壓為6V)、電流表(0~0.6A、0~3A)、電壓表(0~3V、0~15V)、開關(guān)各一個、導(dǎo)線若干、滑動變阻器三只:、、。
(1)小剛在實(shí)驗過程中,發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,則接下來的操作是;(2)正確連接電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路的故障可能是;A.燈泡短路B.燈泡斷路C.滑動變阻器短路D.滑動變阻器斷路(3)閉合開關(guān),改變滑動變阻器的阻值,經(jīng)多次測量,小剛畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖像(如圖丙),則小燈泡的額定功率為W。在多次測量中,小剛還發(fā)現(xiàn):當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比(選填“變大”、“變小”或“不變”),原因是;(4)燈泡的功率測量完畢,小剛用、、、、的定值電阻更換電路中的燈泡,探究電流跟電阻的關(guān)系,得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖像,則小剛應(yīng)選用滑動變阻器(選填“”、“”或“))。若某次實(shí)驗中滑動變阻器連入的阻值為,則所選定值電阻的阻值為。【答案】斷開開關(guān),將電流表換接小量程變大小燈泡兩端的電壓增大,溫度升高,小燈泡電阻變大10【詳解】(1)[1]電流表指針偏轉(zhuǎn)過小,說明選擇的量程偏大,應(yīng)斷開開關(guān),將電流表換接小量程。(2)[2]電路正確連接后,閉合開關(guān),移動滑片P,發(fā)觀燈泡總不亮,且電流表無示數(shù),說明電路斷路,但電壓表示數(shù)接近6V,則故障原因可能是燈泡斷路,電壓表與電源相通測電源電壓。故選B。(3)[3]由圖像知,在額定電壓下,通過燈泡的電流為,所以燈泡的額定功率為[4][5]由圖像知,當(dāng)電壓為時,對應(yīng)的電流為,電壓與電流比值大小為;當(dāng)電壓為時,對應(yīng)的電流為,電壓與電流的比值為,所以,當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比變大,原因是小燈泡兩端的電壓增大,溫度升高,小燈泡電阻變大。(4)[6]電源電壓為6V;由圖像知,電阻兩端的電壓為保持不變;則變阻器兩端的電壓始終為當(dāng)電流值為時,變阻器的阻值最小當(dāng)電流為值為時,變阻器連入電路中的阻值最大所以變阻器應(yīng)選用電路中的最大電流不超過變阻器的。[7]若某次實(shí)驗中,滑動變阻器連入的阻值為,根據(jù)分壓原理則所選定值電阻的阻值9.(2023·廣東深圳·??家荒#┰凇疤骄客ㄟ^導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗中,有如下器材:電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、三節(jié)干電池、定值電阻R(分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、導(dǎo)線若干。小明在實(shí)驗時連接的電路如圖1所示:(1)在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗中。①實(shí)驗時,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表示數(shù)都為零,用一根導(dǎo)線在圖甲中先后連接接線柱G與F、F與E時,電壓表和電流表示數(shù)仍為零,連接接線柱E與D時,電壓表和電流表指針明顯偏轉(zhuǎn),則電路的故障是;②電路中滑動變阻器起到保護(hù)電路元件安全和的作用;(2)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗中。①小明先將R=10Ω的電阻接入,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表示數(shù);接著在滑動變阻器的滑片位置不變,把R換為15Ω的電阻時,應(yīng)向(填“A”或“B”)方向移動滑動變阻器的滑片P,才能使電壓表示數(shù)為2.5V,同時記下電流表的示數(shù);②假設(shè)電源電壓不變,若要使所給的5個定值電阻分別接入電路中都能正常進(jìn)行實(shí)驗,應(yīng)該選取最大阻值至少為Ω的滑動變阻器;(3)完成上述實(shí)驗后,小明又利用圖2電路,在MN間接入適當(dāng)?shù)脑?,下列能夠完成的?shí)驗有(雙選,選填序號)。①接入一個燈泡,探究電流和電壓的關(guān)系②接入一個未知電阻Rx,測出它的阻值③接入一個定值電阻R,探究電流和電阻的關(guān)系④接入一個已知額定電流的小燈泡,測出燈泡的額定功率【答案】滑動變阻器斷路見解析A20②④【詳解】(1)①[1]實(shí)驗時,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表示數(shù)都為0,說明電路斷路,用一根導(dǎo)線在圖1中先后連接接線柱G與F、F與E時,電壓表和電流表示數(shù)仍為0,此時電路仍為斷路,連接接線柱E與D時,電壓表和電流表指針明顯偏轉(zhuǎn),此時電路為通路,導(dǎo)線與滑動變阻器并聯(lián)接入電路,所以電路故障是滑動變阻器斷路。②[2]電路中滑動變阻器可以控制電壓表示數(shù)不變。(2)[3]實(shí)驗中,當(dāng)把10Ω的電阻換成15Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大變阻器電阻阻值,故應(yīng)向A方向移動滑動變阻器的滑片P,目的是使電壓表示數(shù)為2.5V,同時記下電流表的示數(shù)。[4]由圖示電路圖可知,電源由三節(jié)干電池組成,電源電壓為U=1.5V×3=4.5V電阻兩端電壓為2.5V,滑動變阻器兩端電壓為U滑=U-UR=4.5V-2.5V=2V由串聯(lián)分壓可知變阻器的阻值是電阻的阻值的當(dāng)定值電阻為25Ω時,滑動變阻器接入電路的阻值最大,則R滑最大=0.8×25Ω=20Ω若要使所給的5個定值電阻分別接入電路中都能正常進(jìn)行實(shí)驗,應(yīng)該選取最大阻值至少為20Ω的滑動變阻器。(3)[5]圖中電壓表可測MN間的電壓,電流表可測電路中的電流。①探究電流和電壓的關(guān)系,要控制電阻的大小不變,而燈的電阻隨溫度的變化而變化,不是一個定值,故不可行;②電壓表可測出Rx的電壓,電流表可測通過Rx的電流,由可測出Rx的阻值,故可行;③為得出普遍性的規(guī)律,探究電流和電阻的關(guān)系,要換用不同的定值電阻多次測量,故不可行;④電流表可測通過燈的電流,通過燈的電流為額定電流時,燈正常發(fā)光,讀出燈的電壓,根據(jù)P=UI可測出燈泡的額定功率,故可行;故能完成的實(shí)驗為②④。10.(2023·廣東深圳·深圳中學(xué)??寄M預(yù)測)某實(shí)驗小組探究電流與電壓和電阻的關(guān)系。實(shí)驗中電源電壓恒為3V,滑動變阻器的最大阻值為20Ω。(1)他們先用5Ω的定值電阻探究電流與電壓的關(guān)系,實(shí)驗電路圖如圖甲所示;①請根據(jù)圖甲的電路圖把圖乙的實(shí)物電路連接完整,要求向左移動滑片時,電流表示數(shù)增大;()②連接完畢后,小麗建議要對電路進(jìn)行檢查后再閉合開關(guān),請你提出其中一項需要檢查的內(nèi)容:;③閉合開關(guān)S后,移動滑片P時發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù)且不斷變化,則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了(填“斷路”或“短路”);④檢查完畢后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄了4組數(shù)據(jù)。測第5組數(shù)據(jù)時,電壓表的示數(shù)為2.6V,電流表的示數(shù)如圖丙所示。此時電路中的電流是A;實(shí)驗次數(shù)12345電壓U/V1.01.42.02.42.6電流I/A0.200.280.400.48⑤分析表格數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在電阻一定時,;(2)接著他們在原有5Ω定值電阻的基礎(chǔ)上,又準(zhǔn)備了阻值為10Ω、15Ω、20Ω的三個定值電阻,以探究電壓一定時電流與電阻的關(guān)系。為了控制電壓不變,每次更換定值電阻后需要調(diào)節(jié)滑動變阻器,使定值電阻兩端的電壓達(dá)到相同的值。這個電壓控制在多少合適呢?實(shí)驗小組的同學(xué)分別提出了0.5V、1V和2V三個電壓值,為使實(shí)驗順利進(jìn)行,大家進(jìn)行了分析與討論,你認(rèn)為應(yīng)選這三個電壓值中的V?!敬鸢浮炕瑒幼冏杵魇欠裾{(diào)到最大值處短路0.52導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比2【詳解】(1)①[1]實(shí)驗中電源電壓恒為3V,所以電壓表選用小量程,向左移動滑片時,電流表示數(shù)增大,說明滑動變阻器的有效阻值減小,滑動變阻器要“一上一下”接入電路,如下圖②[2]為保護(hù)電路實(shí)驗順利完成,閉合開關(guān)前,要檢查滑動變阻器的滑片是否置于阻值最大位置、電流表或電壓表是否正入負(fù)出、滑動變阻器是否“一上一下”接入電路等。③[3]閉合開關(guān)S后,移動滑片P時電流表有示數(shù)且不斷變化,則電路為通路,發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),則電路故障可能是定值電阻R短路。④[4]由圖知道,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.52A。⑤[5]根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)知,電壓增大為原來的幾倍,通過的電流也增大為原來的幾倍,可初步得出結(jié)論:在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。(2)[6]由串聯(lián)電路的規(guī)律及分壓原理知道方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時,對應(yīng)的定值電阻應(yīng)最大,此時,電阻的電壓最小電阻的最小電壓為UV=1.5V,根據(jù)題意,故定值電阻只能選擇2V的電壓保持不變。11.(2022·廣東深圳·深圳外國語學(xué)校??既#┬∶髟趯?shí)驗室嘗試完成兩個電學(xué)實(shí)驗:(1)在“伏安法測電阻”的實(shí)驗中,電源電壓接近3V左右;
①如圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在連接錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線在圖中補(bǔ)畫出正確的連線;②移動滑片P,若要將電壓表的示數(shù)從1.3V調(diào)到2.0V,需將滑片P向移動(選填“A”或“B”);③某同學(xué)利用一個電壓表和一個已知阻值的電阻,設(shè)計如圖乙的電路,同樣測出待測電阻的阻值。實(shí)驗步驟如下:a.閉合S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻兩端的電壓為;b.,用電壓表測出電源的電壓;c.可得待測電阻=(用、和表示);(2)在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗中,提供的器材如下:電源電壓恒為4.5V,五個定值電阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,標(biāo)有“50Ω,1A”的滑動變阻器R、電壓表(量程:0~3V、0~15V)、電流表(0~0.6A)、開關(guān)各1只,導(dǎo)線若干。
①如圖甲所示的實(shí)驗電路,正確連接電路后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù)。若電路故障只出現(xiàn)在和上,則故障是;②如圖甲,排除故障后,分別由小到大依次將五個定值電阻接在R的位置,根據(jù)實(shí)驗所得的五組數(shù)據(jù)繪制出I-R圖像,如圖乙所示,實(shí)驗過程中控制了定值電阻兩端的電壓保持V不變;③實(shí)驗結(jié)束后,可以得到結(jié)論:?!敬鸢浮?/p>
B閉合S1R1短路2.5在電壓一定時,通過電阻的電流與電阻成反比【詳解】(1)[1]原電路中,電阻R和電壓表短路了,R應(yīng)與變阻器串聯(lián),電壓表與電阻R并聯(lián),改正后如下所示:
[2]若要將電壓表的示數(shù)調(diào)到2.0V,需減小滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知需減小滑動變阻器接入電路的電阻,所以需將滑片向B移動。[3][4]實(shí)驗步驟如下:a.閉合S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;b.再閉合S1,用電壓表測出電源的電壓U;c.在a中,兩電阻串聯(lián),測得電阻兩端Rx的電壓為U1;在b中,定值電阻R0短路,電路為電阻Rx的簡單電路,電源電壓為U,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,兩電阻串聯(lián)時,定值電阻R的電壓為由歐姆定律可得電路中的電流為則待測電阻的表達(dá)式(2)[5]閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明電路為通路,則電壓表無示數(shù),是由于與電壓表并聯(lián)的定值電阻R1被短路造成的。[6]在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗中,我們需要控制定值電阻兩端的電壓保持不變,則我們可以通過圖像求得電阻兩端的電壓,即U定=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V[7]通過分析圖像我們可以得出結(jié)論;在電壓一定時,通過電阻的電流與電阻成反比。12.(2023·廣東深圳·紅嶺中學(xué)??既#?)綜合實(shí)踐課上,小微同學(xué)用“伏安法”測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,選用的小燈泡L標(biāo)有“”字樣、電源電壓恒為、滑動變阻器規(guī)格為“”。
①請在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接;②閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗,移動滑動變阻器的滑片P過程中,她應(yīng)注視(選填“電壓表”、“電流表”或“滑動變阻器”)的變化情況;③當(dāng)電壓表示數(shù)為時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻Ω。她發(fā)現(xiàn)小燈泡電阻發(fā)生了變化,其原因是燈絲電阻受的影響;(2)如果把甲電路圖中小燈泡換成一系列的定值電阻,該電路圖還可以探究電流與電阻的關(guān)系。步驟如下:①將的定值電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為,讀出電流表的讀數(shù)。②不改變①的滑動變阻器的滑片位置,直接用的電阻替換的電阻,閉合開關(guān)后,應(yīng)(選填“向左”或“向右”)移動滑片才能繼續(xù)完成實(shí)驗;③在、、、這一系列定值電阻中,當(dāng)定值電阻換為時,使用該滑動變阻器無法完成該組實(shí)驗;(3)如圖丙裝置可以探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與有關(guān),圖中的作用是分電流,所以與的阻值(選填“一定”或“不一定”)要相同。為了使左右兩個U形管內(nèi)液面高度差差異更大,應(yīng)選用(從、和的定值電阻中選出一個定值電阻)。如果將也放入右側(cè)封閉容器內(nèi),通電一段時間后,兩容器中電阻絲產(chǎn)生熱量的大小關(guān)系為。A.左側(cè)容器產(chǎn)生的熱量多B.右側(cè)容器產(chǎn)生的熱量多C.左右兩側(cè)產(chǎn)生的熱量一樣【答案】
電壓表9.6溫度向右25Ω電流不一定2ΩA【詳解】(1)①[1]由圖乙可知,電流表選用0~0.6A的量程,故圖甲中將電流表小量程與開關(guān)串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
②[2]當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時,燈泡正常發(fā)光,故閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗,移動滑動變阻器的滑片P過程中,她應(yīng)注視電壓表的變化情況。③[3]當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.26A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為[4]小燈泡電阻發(fā)生了變化是因為燈絲電阻受溫度的影響,隨溫度的升高而增大。(2)②[5]實(shí)驗中,當(dāng)把10Ω的電阻換成15Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應(yīng)向右移動滑片才能繼續(xù)完成實(shí)驗。③[6]在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗中,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓UV=2V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動變阻器兩端電壓為U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V定值電阻兩端電壓是滑動變阻器兩端電壓的因為滑動變阻器的最大電阻為25Ω,當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時,定值電阻阻值也最大;根據(jù)串聯(lián)分壓原理,定值電阻阻值為R大=0.8R滑大=0.8×25Ω=20Ω故當(dāng)定值電阻換為25Ω時,使用該滑動變阻器無法完成該組實(shí)驗。(3)[7][8][9]圖丙中,容器內(nèi)電阻的阻值相同;右容器內(nèi)一個電阻絲與容器外的一個電阻絲并聯(lián)后再與左容器內(nèi)一個電阻絲串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過右容器內(nèi)電阻絲的電流小于左容器內(nèi)電阻絲的電流,故該裝置探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)。為了使實(shí)驗現(xiàn)象更明顯,可以將R3的阻值換成更小的,這樣分流更多,R1和R2發(fā)熱多少對比更明顯,所以R2與R3的阻值不一定要相同,故R3應(yīng)選用2Ω定值電阻。[10]將圖乙右側(cè)容器外并聯(lián)的電阻絲也放入右側(cè)容器內(nèi),根據(jù)并聯(lián)電阻小于其中任一電阻,即并聯(lián)后的電阻小于5Ω,而通過的電流和通電時間相同,左側(cè)容器內(nèi)電阻較大,通電一段時間后,左側(cè)容器產(chǎn)生的熱量多;故選A。13.(2023·廣東深圳·統(tǒng)考二模)用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”,電源電壓為3V保持不變,滑動變阻器的規(guī)格是“30Ω1A”,阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的電阻各一個,滿足測量需求的電流表、電壓表各一個。
(1)按圖甲所示的電路圖,正確連接圖乙的實(shí)物電路,閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到點(diǎn)(選填“A”或“B”),閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)約為3V,故障原因可能是;(2)探究“電流與電阻的關(guān)系”其實(shí)驗步驟如下:①在電路中接入阻值為5Ω的定值電阻,移動滑動變阻器的滑片,使得電壓表示數(shù)如圖丙所示,為U0=V,記錄電流表示數(shù);②用10Ω的定值電阻替換5Ω的定值電阻再閉合開關(guān),他應(yīng)該將滑動變阻器的阻值(選填“調(diào)大”或“調(diào)小”),這樣操作的目的是,再記錄電流表示數(shù);③用20Ω的定值電阻替換15Ω的定值電阻再閉合開關(guān),他調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為U0為完成四次探究,實(shí)驗中需要滑動變阻器的最大阻值至少為Ω,如果只調(diào)整電壓表的示數(shù),則應(yīng)控制電壓表示數(shù)U0的范圍為?!敬鸢浮緽定值電阻斷路1調(diào)大保持定值電阻兩端電壓不變401.2-3V【詳解】(1)[1]為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到阻值最大處,即B端。[2]閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),說明電路可能斷路,電壓表示數(shù)約為3V,電壓表與電源連通,則故障原因可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了。(2)①[3]由圖丙知,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,定值電阻兩端的電壓U0=1V。②[4][5]探究電流與電阻的實(shí)驗中,要保持定值電阻兩端電壓一定(或保持電壓表示數(shù)不變),當(dāng)用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,定值電阻兩端的電壓變大,為保持電壓表示數(shù)不變,應(yīng)增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,可知他應(yīng)該將滑動變阻器的阻值調(diào)大。③[6]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動變阻器分得的電壓U滑1=U﹣U0=3V﹣1V=2V滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的2倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入20Ω電阻時,滑動變阻器連入電路中的電阻為R滑=2×20Ω=40Ω為了能夠利用上述4個定值電阻,實(shí)驗中需要滑動變阻器的最大阻值至少為40Ω。[7]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理由此可知,電源電壓U、定值電阻的電壓UV一定時,變阻器的電阻隨定值電阻的增大而增大;當(dāng)電阻為R定4=20Ω時,所需滑動變阻器的阻值最大為R滑大=30Ω,此時定值電阻的電壓最小,即控制A、B間的最小電壓為UV小=1.2V最大電壓不超過3V。如果只調(diào)整電壓表的示數(shù),則應(yīng)控制電壓表示數(shù)U0的范圍為1.2-3V。14.(2023·廣東深圳·校聯(lián)考模擬預(yù)測)小明班分組進(jìn)行“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗探究,每個小組分到的實(shí)驗器材有:電壓為6V的電源、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)各一個,不同阻值的定值電阻若干,導(dǎo)線若干。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲中補(bǔ)上一根線,使電路連接完整,要求滑片向右移,電流表示數(shù)變大(連線時導(dǎo)線不能交叉);(2)小明連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)不穩(wěn)定,指針來回擺動,原因可能是;A.電流表的正負(fù)接線柱接反了B.電壓表的選錯量程了C.電路某處接觸不良(3)排除故障后小明繼續(xù)實(shí)驗,桌上三個定值電阻的阻值分別為、和,實(shí)驗過程中保保持電壓表示數(shù)為2V,為順利完成實(shí)驗,應(yīng)選取的滑動變阻器最大值至少為;A.B.C.D.(4)小明很快完成了老師布置的實(shí)驗任務(wù),他開動腦筋,把以上實(shí)驗裝置中的定值電阻換成額定電壓已知的小燈泡,由于發(fā)現(xiàn)此時電壓表小量程損壞了,他接著調(diào)整元件位置,用圖乙的電路來做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗,并將實(shí)驗數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象記錄在表中;次數(shù)電壓表示數(shù)電流燈泡功率燈泡亮度1較暗2正常發(fā)光3較亮①當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,為A;根據(jù)以上實(shí)驗數(shù)據(jù),計算出小燈泡的額定功率為W;②根據(jù)表中實(shí)驗現(xiàn)象與分析,找出下面的錯誤結(jié)論是;A.小燈泡兩端的實(shí)際電壓越高,實(shí)際電功率越大B.小燈泡的亮度直接由它的實(shí)際電功率決定C.小燈泡的實(shí)際功率有多個,額定功率只有一個D.實(shí)驗中多次測量的目的是求小燈泡的平均功率③小明利用實(shí)驗數(shù)據(jù)繪制出燈泡的伏安特性曲線,如丁圖所示。當(dāng)乙圖中的滑動變阻器向右移動時,燈泡的電阻將(選填“變大”、“變小”和“不變”)。【答案】
CD0.30.75D變大【詳解】(1)[1]滑片向右移,電流表示數(shù)變大,說明電路中總電阻減小,滑動變阻器接入電路的阻值變小,故變阻器右下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián),如下圖所示:
(2)[2]閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)不穩(wěn)定,指針來回擺動,則電路時通時斷,原因可能是電路某處接觸不良,故選C。(3)[3]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的2倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入電阻時,變阻器連入電路中的電阻為故為了完成整個實(shí)驗,應(yīng)該選取最大阻值至少的滑動變阻器。故選D。(4)①[4][5]燈正常發(fā)光時的功率為額定功率,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈的額定電壓為當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖丙,電流表分度值為,讀數(shù)為,小燈泡的額定功率為②[6]A.根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,電壓表示數(shù)越小,燈泡兩端的實(shí)際電壓越高,燈的實(shí)際功率越大,故A正確,不符合題意;B.小燈泡的亮度直接由它的實(shí)際電功率決定,實(shí)際功率越大,燈泡越亮,故B正確,不符合題意;C.小燈泡的實(shí)際功率有多個,額定功率只有一個,只有正常發(fā)光時的功率為額定功率,故C正確,不符合題意;D.實(shí)驗中多次測量的目的是研究燈的亮度與實(shí)際功率的關(guān)系,故D錯誤,符合題意。故選D。③[7]當(dāng)乙圖中的滑動變阻器向右移動時,變阻器連入電路的電阻變小,由分壓原理,變阻器的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈的電壓變大,由圖知,燈的電流變大,燈的實(shí)際功率變大,燈的溫度升高,燈泡的電阻將變大。15.(2023·廣東深圳·深圳市高級中學(xué)??既#┬偼瑢W(xué)在做“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗中,選用如圖甲所示的器材和電路。其中電源電壓恒為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器的銘牌上標(biāo)有“20Ω1A”字樣。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的實(shí)驗電路補(bǔ)充完整(要求:滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡變亮);(2)閉合開關(guān),移動滑片直到電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表的示數(shù)為小燈泡的額定功率為W;再調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表的示數(shù)達(dá)到3V,小燈泡強(qiáng)烈發(fā)光,此時小燈泡的實(shí)際功率(選填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W;(3)完成實(shí)驗后,利用上述器材,小明又想出一種測量小燈泡額定功率的方法,設(shè)計了如圖丁所示的電路,所用電壓表量程為“0~15V”,請將以下實(shí)驗步驟補(bǔ)充完整;①檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為V;②滑動變阻器滑片不動,再將開關(guān)S1,撥至“2”讀出電壓表示數(shù)為U0;③小燈泡的額定功率P額=(用U額、U0、R0表示);若步驟②中,在將開關(guān)S1撥至“2”時,不小心將滑片向右移動了少許,其他操作正確,則測出的小燈泡額定功率比真實(shí)值(選填“偏大”或“偏小”);(4)同組的小紅同學(xué)還想探究“在電壓一定時,電流與電阻的關(guān)系”,于是將圖甲中的小燈泡換成三個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻,其余連接均不改變;圖丙是小紅根據(jù)測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像;①由圖像可知小紅將定值電阻R兩端的電壓控制為V不變;當(dāng)定值電阻由5Ω換為10Ω時,為達(dá)到實(shí)驗要求,滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)(選填“變大”、“變小”或“不變”);②實(shí)驗結(jié)論是電壓一定時,;③實(shí)驗結(jié)束后,小紅問老師保持該電壓不變的情況下,能否更換50Ω的定值電阻繼續(xù)進(jìn)行此實(shí)驗,老師指導(dǎo)小紅分析了不能更換的原因;你認(rèn)為不能更換的原因是?!敬鸢浮?/p>
0.75小于3.5偏小3變大電流與電阻成反比50Ω的定值電阻兩端電壓不能達(dá)到3V【詳解】(1)[1]由于滑動變阻器的滑片向右移動時,小燈泡變亮,即滑動變阻器的阻值減小,所以滑動變阻器的下面接線柱接在右邊,如下圖所示:
(2)[2]觀察圖乙中電流表發(fā)現(xiàn),量程選擇0~0.6A,分度值為0.02A,所以電流表示數(shù)為0.3A,則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W[3]燈泡在額定電壓下工作時,燈泡的電阻使電壓表的示數(shù)達(dá)到3V,如果燈泡的阻值不變,此時小燈泡的實(shí)際功率由于燈泡的電阻隨溫度的升高而升高,所以燈泡兩端電壓為3V時,燈泡的電阻增大,則燈泡的實(shí)際功率小于1.08W。(3)①[4]將開關(guān)S1撥至“1”時,電壓表測量定值電阻和滑動變阻器兩端的總電壓,為了使燈泡兩端電壓為2.5V,電源電壓為6V,所以調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)U1=6V-2.5V=3.5V③[5]滑動變阻器滑片不動,再將開關(guān)S1,撥至“2”讀出電壓表示數(shù)為U0,則電路中的電流燈泡的電流與電路中的電流相同,所以燈泡的功率[6]若步驟②中,在將開關(guān)S1撥至“2”時,不小心將滑片向右移動了少許,則滑動變阻器的阻值增大,滑動變阻器兩端的電壓增大,定值電阻兩端電壓減小,則電路中的電流減小,由可知,測出的小燈泡額定功率比真實(shí)值偏小。(4)①[7]觀察圖像中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),定值電阻R兩端的電壓所以定值電阻R兩端的電壓控制為3V。[8]當(dāng)定值電阻由5Ω換為10Ω時,定值電阻兩端電壓將增大,為達(dá)到實(shí)驗要求,控制定值電阻R兩端的電壓保持不變,由串聯(lián)分壓可知,應(yīng)增大滑動變阻器兩端電壓,所以滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)增大。②[9]由電流與電阻的圖像可發(fā)現(xiàn),電流隨電阻的增大而減小,且電流與電阻的乘積是個定值,所以可得結(jié)論:電壓一定時,電流與電阻成反比。③[10]保持該電壓不變的情況下,更換50Ω的定值電阻繼續(xù)進(jìn)行此實(shí)驗,滑動變阻器滑到最大阻值為20Ω,則50Ω的定值電阻兩端最小電壓所以50Ω的定值電阻兩端電壓不能達(dá)到3V。16.(2023·廣東深圳·統(tǒng)考二模)某實(shí)驗小組要測量標(biāo)有“2.5V”字樣小燈泡的電功率,連接了如圖甲所示電路。已知小燈泡正常發(fā)光時的電阻值約為10Ω,電源電壓恒為6V。(1)正確連接電路后,閉合開關(guān),燈不亮,電流表、電壓表均有示數(shù),以下選項合理的是;A.燈絲斷了B.小燈泡的實(shí)際功率太小C.小燈泡的燈座短路(2)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)如圖乙所示,此時燈泡的亮度比正常發(fā)光時,為使燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑片向移動,當(dāng)觀察到時,再記錄另一個電表的示數(shù),可以計算小燈泡的額定功率;(3)小明測量出小燈泡在不同電壓下的電流,并將測量的數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖像,如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨溫度升高而;(4)小明同學(xué)認(rèn)為利用該電路,不僅可以測量小燈泡的電功率和電阻,還可以用于探究電流與電壓的關(guān)系,但必須更換其中一個實(shí)驗器材,你認(rèn)為該如何更換?;(5)小蘭的電流表損壞了,老師告訴她已經(jīng)沒有電流表可換了,但給了她一個已知阻值為R的定值電阻和若干開關(guān)。請在圖丁中幫小蘭設(shè)計部分實(shí)驗電路,測出小燈泡的額定功率?!敬鸢浮緽暗右電壓表示數(shù)為2.5V增大要將小燈泡更換為定值電阻【詳解】(1)[1]正確連接電路后,閉合開關(guān),電流表、電壓表均有示數(shù)(小燈泡的燈座不可能短路),電路為通路,燈不亮,則說明電路的電流過小,導(dǎo)致燈的實(shí)際功率太小。故選B。(2)[2][3][4]排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)如圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓為1.5V,小于燈的額定電壓2.5V,此時燈泡的亮度比正常發(fā)光時暗。燈在額定電壓下正常發(fā)光,示數(shù)為1.5V小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向右移動,直到觀察到電壓表示數(shù)為2.5V,再記錄另一個電表的示數(shù),可以計算小燈泡的額定功率。(3)[5]根據(jù)繪制成的U-I圖像可知,燈的電壓分別為1V、2V、2.5V時,對應(yīng)的電流分別為0.1A、0.18A和0.2A,由歐姆定律可知第一次對應(yīng)的電阻為同理,第二次、第三次對應(yīng)的電阻為11.1Ω和12.5Ω,故小燈泡的電阻隨溫度升高而增大。(4)[6]探究電流與電壓的關(guān)系,要控制電阻大小不變,故要將小燈泡更換為定值電阻。(5)[7]先用電壓表測出小燈泡兩端的電壓,調(diào)節(jié)滑動變阻器,令其等于額定電壓,然后利用電壓表測出已知電阻兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律計算出通過小燈泡的電流,連接的電路圖如圖所示:17.(2023·廣東深圳·校聯(lián)考二模)小明利用如圖甲所示的器材,測量小燈泡的電功率。實(shí)驗中電源電壓恒定不變。燈泡的額定電壓為2.5V(電阻不大于10Ω),滑動變阻器的規(guī)格為(10Ω1A)。
(1)小明連接了如圖甲所示電路,經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)其中一根導(dǎo)線連接有誤,請在該導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線連接正確的電路;(2)閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,接下來首先應(yīng)該操作的是(填序號);A.檢查導(dǎo)線連接是否良好B.移動滑動變阻器的滑片觀察小燈泡是否發(fā)光C.觀察電流表和電壓表是否有示數(shù)(3)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,讀出了三組實(shí)驗數(shù)據(jù)。小明把三組數(shù)據(jù)寫在草稿紙上(如圖乙),分析數(shù)據(jù)可知:則小燈泡的額定功率為W;實(shí)驗前小燈泡的電阻為Ω(保留一位小數(shù))。實(shí)驗時小明選擇的是(填“4.5V”或“6V”)電源電壓;(4)小明還想利用圖甲的電路圖探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗,他選用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值電阻,將定值電阻直接接在燈泡的位置。若定值電阻兩端的電壓保持3V不變,則他所用的電源電壓應(yīng)該在范圍之間選擇。【答案】
C0.757.64.5V3V~4V【詳解】(1)如圖甲,電壓表和小燈泡被短路,燈泡應(yīng)與變阻器串聯(lián)接入電路中,故把滑動變阻器與小燈泡相連的導(dǎo)線改接成小燈泡左側(cè)接線柱與電壓表的負(fù)接線柱相連,如下圖所示:
(2)[2]閉合開關(guān)S后,小燈泡不亮,可能是因為滑動變阻器的阻值太大,導(dǎo)致電路中的電流太小,所以首先觀察電流表和電壓表是否有示數(shù),再根據(jù)情況采取其他措施。故選C。(3)[3]由圖乙可知,三組電壓值分別為2V、2.5V、3V,三組電流值為0.26A、0.30A、0.32A,根據(jù)歐姆定律可知,電壓表示數(shù)越大,電流表的示數(shù)也越大,所以當(dāng)電壓為2.5V時,燈泡電流為0.30A,則燈泡的額定功率為PL=ULIL=2.5V×0.30A=0.75W[4]電壓為2V時,電流為0.26A,燈泡電阻約為做完實(shí)驗并斷開開關(guān)一段時間后,燈絲溫度降低,電阻減小,所以燈泡的電阻應(yīng)大于0Ω小于7.69Ω,故燈泡的電阻可能是7.6Ω。[5]燈泡電阻不大于10Ω,則小燈泡正常工作時電流最小為若此時滑動變阻器接入電路最大阻值,根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可知滑動變阻器兩端的最大電壓為U滑=IR滑=0.25A×10Ω=2.5V則電源最大電壓約為U源=UL+U滑=2.5V+2.5V=5V<6V所以應(yīng)選擇電源電壓為4.5V。(4)[6]探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗需控制電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和串聯(lián)分壓原理可得電源為電壓不變,定值電阻兩端的電壓保持不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知滑動變阻器分得的電壓不變,所以電壓表示數(shù)與變阻器分得的電壓之比為定值,故當(dāng)定值電阻最小或最大時,變阻器連入電路中的電阻應(yīng)最小或最大,所以當(dāng)30Ω的定值電阻接入電路時,對應(yīng)變阻器的最大電阻為10Ω,此時滑動變阻器兩端的電壓最大,電源電壓即為最大值;由歐姆定律可得此時通過定值電阻的電流變阻器兩端的電壓U﹣UV1=I'R滑大=0.1A×10Ω=1V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知電源電壓為U=U滑1+UV=1V+3V=4V滑動變阻器接入電路的電阻為0時,定值電阻兩端的電壓即電源電壓,所以最小電源電壓為3V,故所用的電源電壓應(yīng)該在3V~4V之間選擇。18.(2023·廣東深圳·統(tǒng)考二模)在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗中,保持電源電壓不變,已知小燈泡的額定電壓為2.5V。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。(2)如圖甲,實(shí)驗時無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡都不亮,電壓表有示數(shù),電流表示數(shù)幾乎為零,則故障可能是接觸不良(選填“電流表與導(dǎo)線”或“燈泡與燈座”)。(3)排除故障后,移動滑動變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V,電流表示數(shù)如圖乙,小燈泡的額定功率為W。(4)小偉設(shè)計了如圖丙所示的電路,也可以測量小燈泡的額定功率,其中定值電阻阻值為R,實(shí)驗過程中保持電源電壓不變。請寫出步驟:①電路連接完整后,斷開S2,閉合S1、S3,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為U額;②,斷開S3,閉合S1、S2,記錄電壓表示數(shù)為U2;③小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=(用R、U額、U2表示)?!敬鸢浮繜襞菖c燈座1.25保持滑片位置不動【詳解】(1)[1]電壓表與小燈泡并聯(lián),因為小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用0~3V的量程與小燈泡并聯(lián),如圖所示:;(2)[2]實(shí)驗時無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡都不亮,電壓表有示數(shù),電流表示數(shù)幾乎為零,說明電路斷路,電壓表串聯(lián)接入電路,即燈泡斷路,故故障為燈泡與燈座接觸不良。(3)[3]圖乙中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.5A,則小燈泡的額定功率是P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W(4)[4][5]①電路連接完整后,斷開S2,閉合S1、S3,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為U額;②滑動變阻器滑片保持不動,斷開S3,閉合S1、S2,記錄電壓表示數(shù)為U2;③在①中電壓表測小燈泡兩端的電壓,在②中電壓表測燈與定值電阻兩端的總電壓,因各電阻的大小和電壓大小不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知定值電阻R兩端的電壓:UR=U2﹣U額,由歐姆定律和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過小燈泡的電流則小燈泡的額定功率19.(2023·湖南湘潭·統(tǒng)考中考真題)利用圖所示的電路測量小燈泡的電功率,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中所示的器材連接成完整電路;()(2)連接電路時開關(guān)應(yīng)處于(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),正確連接后,應(yīng)將滑片P由最大電阻處緩慢向端移動(選填“A”或“B”),使燈逐漸變亮;(3)某次實(shí)驗時,電流表的示數(shù)如圖所示,則通過燈L的電流為A;移動滑片P,記下多組電壓和電流值,繪制成圖所示的圖像,根據(jù)圖像的信息,小燈泡的額定電功率為W;(4)實(shí)驗時,由于操作失誤,在未斷開開關(guān)的情況下,直接將亮著的小燈泡從燈座上取出,電壓表的示數(shù)(選填“變大”、“變小”或“不變”);(5)在沒有電流表的情況下,用如圖所示的實(shí)驗電路,也可以測出小燈泡的額定功率。已知小燈泡的額定電壓為U額,定值電阻的阻值為R,實(shí)驗步驟如下:①只閉合開關(guān)S、S?,調(diào)節(jié)滑片,使電壓表示數(shù)為U額;②保持滑片位置不變,只閉合開關(guān)S、S2,此時電壓表的示數(shù)為U;可知小燈泡的額定功率P額=(用U額、U和R表示);若已知電源電壓為U0,此時滑動變阻器接入電路的阻值Rx=(用U0、U額、U和R表示)?!敬鸢浮恳娊馕鰯嚅_A0.20.625變大【詳解】(1)[1]根據(jù)題意可知,電路為串聯(lián)電路,電壓表測小燈泡電壓,電源為兩節(jié)干電池,電壓表選擇小量程,圖中電壓表和小燈泡之間缺一條導(dǎo)線,如下圖:
(2)[2][3]為確保電路安全,連接電路時,開關(guān)需要斷開,且滑動變阻器需要向阻值小的一端調(diào)節(jié),即向A端移動使燈逐漸變亮。(3)[4]據(jù)圖可知,電流表選用的是小量程,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.2A。[5]根據(jù)I-U圖像可知,當(dāng)燈泡處于額定電壓即2.5V時,電流為0.25A,則燈泡的額定電功率為(4)[6]直接將亮著的小燈泡從燈座上取出,此時電路為斷路,電壓表串聯(lián)接入電路,測電源電壓,所以示數(shù)會變大。(5)[7][8]根據(jù)題意可知,電路為L、R、滑動變阻器串聯(lián),燈泡的電壓為U額,定制電阻和燈泡的總電壓為U,可求定制電阻的電壓為電路中的電流為燈泡的額定功率為此時滑動變阻器的電壓為滑動變阻器接入電路中的阻值為20.(2023·四川達(dá)州·統(tǒng)考中考真題)小明學(xué)習(xí)了電功率的知識后,在家中找來了一個標(biāo)有額定電壓為“6V”的小燈泡,為了測定該小燈泡的額定功率,他在學(xué)校的實(shí)驗室找到了相關(guān)器材,并進(jìn)行了如下實(shí)驗,已知電源電壓恒為8V。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,幫他連接好實(shí)物圖。要求閉合開關(guān)后,滑片向右移,燈泡變亮;(2)小明在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)燈泡很暗,電流表和電壓表示數(shù)均很小,無論怎樣移動滑片,電表的示數(shù)幾乎不變,你認(rèn)為出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是(選填字母);A.滑動變阻器同時接入了下方的兩個接線柱B.燈泡的電阻太小C.滑動變阻器的最大阻值太?。?)排除故障后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示,接下來他應(yīng)該將滑動變阻器的滑片向移動,同時眼睛注意觀察(選填“電流表”“電壓表”或“燈泡”),直到燈泡正常發(fā)光;(4)經(jīng)過多次測量,小明繪制了小燈泡的I-U圖像,如圖丙所示,則該小燈泡的額定功率為W;(5)若該實(shí)驗中電壓表標(biāo)有15V的接線柱損壞了無法使用,于是他向老師請教,老師告訴他用該電壓表仍能測量該燈泡的額定功率,你認(rèn)為老師的方案可能是(選填字母);A.只將電源電壓減小B.只更換一個其他規(guī)格的滑動變阻器C.將該電壓表并聯(lián)到滑動變阻器的兩端(6)小明還想用該燈泡和電壓表測量一個未知電阻Rx的阻值,于是他設(shè)計了如圖丁所示的電路圖,操作步驟如下:①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,移動滑動變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)為3V;②保持滑動變阻器的滑片位置不動,閉合S、S2,斷開S1,電壓表示數(shù)為4.5V;則Rx=Ω。【答案】
A右電壓表3C5【詳解】(1)[1]根據(jù)滑動變阻器的要求可知,閉合開關(guān)后,滑片向右移,燈泡變亮,說明滑動變阻器接入電路中的電阻變小,只能選擇滑動變阻器的右側(cè)的下端接線柱接入電路,如圖所示:
(2)[2]根據(jù)題意可知,燈泡發(fā)光很暗,電流表和電壓表示數(shù)均很小,無論怎樣移動滑片,電表的示數(shù)幾乎不變,說明滑動變阻器同時接入了下方的兩個接線柱,故BC不符合題意,A符合題意。故選A。(3)[3][4]排除故障后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電壓表的示數(shù)為4V,小于額定電壓,所以,接下來要增大燈泡兩端的電壓,由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知,滑動變阻器的兩端電壓就要降低,根據(jù)串聯(lián)的分壓原理,滑動變阻器接入電路中的電阻就變小,所以,應(yīng)該將滑動變阻器的滑片向右邊移動,同時眼睛注意觀察電壓表,直到燈泡達(dá)到額定電壓為止,即小燈泡正常發(fā)光。(4)[5]根據(jù)如圖丙可知,當(dāng)小燈泡的電壓是6V時,通過小燈泡的電流是0.5A,所以,該小燈泡的額定功率為(5)[6]若電壓表標(biāo)有15V的接線柱損壞了無法使用,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,可將該電壓表并聯(lián)到滑動變阻器的兩端,電壓表的量程可以選擇0到3V的,當(dāng)小燈泡的電壓是6V時,滑動變阻器分的電壓是2V,故AB不符合題意,C符合題意。故選C。(6)[7]①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,移動滑動變阻器滑片,滑動變阻器R,小燈泡,定值電阻Rx串聯(lián),電壓表測量燈泡兩端電壓,且電壓表的示數(shù)為3V,根據(jù)圖丙可知,通過小燈泡的電流是0.3A;②閉合S、S2,斷開S1,滑動變阻器R,小燈泡,定值電阻Rx串聯(lián),電壓表測量燈泡和定值電阻Rx兩端總電壓,且電壓表的示數(shù)為4.5V,因保持滑動變阻器的滑片位置不動,所以,燈泡亮度和分得的電壓不變,通過燈泡的電流仍然是0.3A且與通過定值電阻Rx的電流相等,所以,定值電阻Rx兩端電壓是則定值電阻Rx的大小是21.(2023·重慶·統(tǒng)考中考真題)在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗中,小華準(zhǔn)備了以下器材:電源、標(biāo)有“”的小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。請完成下列問題:
(1)如圖甲,請用筆畫線代替導(dǎo)線,正確連接電路;(2)在開關(guān)S閉合前,應(yīng)將滑片P移到端(選填“
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