小明同学为了"测量小灯泡的额定功率",准备了以下实验器材:额定电压为 的小灯泡(正常发光时电阻约为 ,规格为" "的滑动变阻器、开关、电流表和电压表各一个、新干电池4节、导线若干。
(1)小明连接完电路,如图1所示、经检查发现只有导线 连接错误,此导线应连接到 两点:
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 移到最 (选填"左"或"右" 端;
(3)经检查,电路连接无误,各元件完好。闭合开关后,无论怎样移动滑片 ,电压表的示数都调不到 ,出现这种现象的原因可能是 (写出一种原因即可)
(4)解决上述问题后,移动滑片 ,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图2所示,则小灯泡的额定功率是 ;
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半,发现测得的功率不等于其额定功率的 ,这是由于 。
某校物理社团的学生做"测量小灯泡的电功率"和"探究电流与电压关系"的实验,电源两端电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V,设计的电路如图甲所示,操作如下:
(1)按图甲连接电路,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端,闭合开关,记录两电表示数;移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的U﹣I图象,则小灯泡的额定功率为 W.实验中,当电流表示数为I 0(I 0<0.30A)时,小灯泡的电功率为P 1;
(2)断开开关,用定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格中;移动滑片,测出多组数据,记录在表格中。分析表格中的数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。实验中,当电流表示数仍为I 0时,定值电阻的电功率为P 2,则P 1、P 2的大小关系为P 1 P 2;
探究电流与电压关系的实验数据表
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电压U/V |
0.9 |
1.5 |
2.5 |
3.0 |
电流I/A |
0.18 |
0.30 |
0.50 |
0.60 |
(3)若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端,电路的总功率为 W。
小华同学做"用电流表、电压表测电阻"实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻R、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器(标有"20Ω2A"字样)、电键以及导线若干。实验中,小华正确连接电路,且使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合电键时电表示数如图(a)、(b)所示。
小华的实验记录
实验序号 |
电压表示数(伏) |
电流表示数(安) |
1 |
1.4 |
0.30 |
2 |
… |
… |
3 |
… |
… |
①通过计算说明实验所用电源的电压。
②小华移动变阻器的滑片,观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验:
(a)根据图中电表的示数等信息判断,在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大,并简述理由。
(b)根据小华重新实验中所记录的一组数据(见表),计算待测电阻R x的阻值(精确到0.1欧)。
在"探究电流与电阻的关系"实验中,现有器材如下:电源(电压恒定但未知),四个定值电阻 、 、 、 ,标有" "的滑动变阻器(阻值模糊不清),电压表(可用量程: 、 ,电流表(可用量程: ,导线,开关。
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻 接入图甲中的 、 两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最 端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 时,电流表的示数应为 。
(2)分别用定值电阻 、 、 依次替换 ,重复(1)的实验步骤。根据所得的四次试验数据绘制出 图象,如图乙所示。由图象可得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(3)当使用定值电阻 进行实验时,刚一闭合开关,就发现电压表示数恰好为 ,为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制 、 两点之间的电压在 范围内。
(4)在使用定值电阻 和 进行实验过程中,读取数据时,滑动变阻器消耗的电功率之比为 。
谢敏同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9Ω),电源选用两节干电池.
(1)按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路.
(2)该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3 V不变,你认为发生故障的原因可能是 或 .
(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将 (填“增大”“减小”或“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R= Ω.你认为这个结果可靠吗 ?理由是 .
在“测量未知电阻R的阻值”实验中:
(1)请你用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路,并在右边虚线框内画出相应的电路图。要求:电流表用量程为0~0.6A,电压表用量程为0~3V,滑动变阻器滑片P向左移动时电流表示数增大。
(2)在连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的金属滑片P放在 (选填“左”或“右”端)。
(3)请您把第二次测量时,图所示的电压表和电流表示数填入下表中相应的空格。
(4)处理表2中所记录的各次实验数据,得出待测电阻R的阻值为 Ω。
(5)实验中使用滑动变阻器的作用是 。
小亮为测量电阻Rx的阻值,选择了以下器材:待测电阻Rx、阻值已知的定值电阻R0、电压不变(电压值未知)的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。如图所示,小亮连接了实验电路,但实验步骤没有写完整,请你帮助完成实验步骤,并写出电阻Rx的表达式。
(1)闭合开关S1、S2,读出此时电流表的示数I1。
(2) ,读出此时电流表的示数I2。
(3)根据所测数据计算得出Rx= 。
如图甲是小丽“测定小灯泡电阻”实验的实物图。
(1)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到 ;
(2)闭合开关,向 移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.80V时,电流表示数如图所示,示数为 安,此时小灯泡的电阻为 欧;
(3)在实验过程中,发现在开关闭合的情况下,小灯泡突然不亮,电压表和电流表均无示数,小丽认为可能是电路某处断路,于是用一根导线检测,实验步骤和现象如下表。
实验步骤 |
导线两端接触位置 |
电灯 |
电流表 |
电压表 |
① |
ad |
亮 |
有示数 |
有示数 |
② |
ae |
亮 |
无示数 |
有示数 |
③ |
ac |
不亮 |
无示数 |
无示数 |
④ |
ab |
不亮 |
无示数 |
无示数 |
小丽分析表中现象,判断出 之间某处断路,同组同学指出实验步骤 是没有必要做的。
有一电源和电阻连接组成的装置,只有M、N两个接线柱可供使用,如图所示,装置内电源的电压和电阻的阻值均未知,现要求测定此装置内电阻的阻值R.
(1)请你利用下列器材:
一个已知阻值为R0的定值电阻;
一个量程合适的电流表;
一个单刀双掷开关:“ ”
简要说明测量方法,并写出需要测量的物理量(用字母表示),并画出电路图(要求电路只能接一次,不得拆开重接).
________________________________________________________________________.
(2)写出计算电阻阻值的表达式:R= .
李明和小亮利用如图(甲)所示的电路探究“电流与电阻的关系”.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.
(1)李明根据图(甲)所示电路图,将图(乙)中的实验器材连接成实验电路,小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议李明改线.
①请在接错的那根线上打“×”;
②另画一根导线,使电路连接正确;
③如果不改接这根导线,对实验的影响是: (具体说明是什么影响).
(2)李明将电路改接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片到某位置,保持电压表的示数为2.5V,电流表的指示如图(丙)所示,则电流表的读数是 A,连接电路的电阻R的阻值是 Ω.
(3)实验中,若保证电压表的示数为2.5V不变,将定值电阻R的阻值由25Ω更换为15Ω,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;当定值电阻为10Ω,移动滑动变阻器滑应接入电路的阻值为 Ω.
做测定电阻阻值的实验.
(1)小明根据图1所示的电路图,将图2中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接.
①请你在接错的那根线上打“×”;
②另画一根导线,使电路连接正确;
③如果不改接这根导线,对实验的影响是: .
(2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图3所示,则电压表的读数是 V,电流表的读数是 A,被测电阻Rx的阻值是 Ω.
(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议: ;
②你提出这个建议的目的是: .
用如图1的电路测量定值电阻R的阻值.
(1)测量电阻的实验原理是 .
(2)按图1电路,将图2中的滑动变阻器正确连入电路.
(3)连接电路时,开关必须 ,正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的连入电路的阻值应处于 值.
(4)闭合开关.将图2中的滑动变阻器的滑片P向左滑到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图3.由此可知被测电阻的阻值R= Ω.
(5)该同学完成一次试验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 ,以测得多组数据.
(6)小明同学利用电流表、单刀双掷开关S、电阻箱R、滑动变阻器R0和电源,也测量出了未知电阻Rx的阻值,实验电路如图4所示.实验操作如下:
①按照电路图,连接好实物电路.
②将开关S拨至 (填a或b)处,移动滑片P,使电流表指针指向一准确值,读出电流表的示数I.
③保持滑片P位置不变,再将S拨至 (填a或b)处,调节电阻箱使电流表的示数仍为I,此时电阻箱的示数R.若R阻值如图5中所示,则Rx阻值为 Ω.
用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R0为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I; |
B.读出电阻箱的示数R; |
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I; |
D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大. |
(1)上述步骤的合理顺序是: (只填写序号).
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为 Ω.若已知R0的阻值为10Ω,则待测电阻的阻值为 Ω.
(3)本实验所采用的物理思想方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”).
在学习欧姆定律之后,老师请同学们设计一个测未知电阻Rx的电路,其中小明同学设计的电路如图甲所示。R0为已知阻值的电阻,当s1闭合s2断开时,电流表读数为I;当s1、s2都闭合时,电流表读数为I1。
⑴请你写出小明同学测Rx的表达式。Rx= 。
⑵小红设计了不同于小明同学设计的测量电路,如图乙所示。请你将图丙中的器材按图乙电路连接起来(用笔连线表示导线),要求滑动变阻器的滑片P处于最右端时,连入电路的阻值最大。
⑶比较两个电路图,请你说一说小红设计的电路的优点 。
探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
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。
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω 2A;50Ω 1A),导线若干。
【实验过程】
(1)小明按图正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程。小明操作中的错误是 。
(2)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一。分析数据可得出猜想 是正确的。
表一 表二
电压U/V |
1.2 |
1.6 |
2.0 |
2.4 |
2.8 |
|
电阻R/Ω |
5 |
10 |
15 |
电流I/A |
0.12 |
0.16 |
0.20 |
0.24 |
0.28 |
电流 I/A |
0.30 |
0.15 |
0.10 |
(3)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。分析数据得出猜想③是正确的。实验中小红多次移动变阻器滑片的目的是 。
试题篮
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