在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为 、电压表和电流表各一个、额定电压为 的待测小灯泡 (电阻约为 、滑动变阻器两个 :“ “; :“ “ 、开关 、导线若干。
(1)该实验的原理是电功率 。
(2)实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“ ”或“ ” ;
(3)选用滑动变阻器后,请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图,并画在图甲的虚线框内;
(4)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如图乙所示,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为 。(保留到小数点后一位)
(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个 的电阻 和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变)
①闭合开关 , 接 ,调节滑动变阻器 使小灯泡正常发光,记录电压表示数 。
②闭合开关 ,滑动变阻器滑片保持不动, 接 ,读出此时电压表示数为 。
则小灯泡额定功率 (用 、 、 表示)。
在“探究电流与电阻关系”的实验中,小明依次选用阻值为 、 、 的定值电阻进行实验。
(1)图甲是实验的实物连线图,其中有一条导线连接错误,请在该导线上打“ ”并画出正确连线。
(2)改正错误后闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 。
(4)断开开关,将 的定值电阻换成 的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化。
(5)下表是实验中记录的数据,分析数据可知:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
定值电阻 |
5 |
10 |
20 |
电流 |
0.2 |
0.1 |
① 定值电阻的功率为 。
②当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
小红和小云各自做“测量电阻的阻值”实验,她们使用的实验器材完好无损,各自的读数也很准确,她们测量的三组数据分别记录在下表中。
表一(小红) |
|||
实验序号 |
电压 |
电流 |
电阻 |
1 |
1.5 |
0.46 |
|
2 |
2 |
0.4 |
|
3 |
2.5 |
0.36 |
表二(小云) |
|||
实验序号 |
电压 |
电流 |
电阻 |
1 |
1.5 |
0.32 |
|
2 |
2 |
0.4 |
|
3 |
2.5 |
0.52 |
老师看了这两个数据表后,指出其中一位同学的实验电路接错了。
(1)分析表一、表二可知, 同学的电路接错了,理由是 。
(2)请画出该同学的错误电路图。
(3)实验电路正确的同学测量的电阻平均值是 (精确到 。
物理学中,用磁感应强度(用字母 表示)来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉(用字母 表示),磁感应强度 越大表示磁场越强; 表明没有磁场。有一种电阻,其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化,这种电阻叫磁敏电阻,为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关,小超设计了如甲、乙两图所示的电路,图甲中电源电压恒为 , 为磁敏电阻,图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻 磁敏电阻 的阻值随周围磁感应强度变化的关系图象如图丙所示。
(1)当图乙 断开,图甲 闭合时,磁敏电阻 的阻值是 ,电流表的示数为 。
(2)闭合 和 ,图乙中滑动变阻器的滑片 向右移动时,小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小,说明磁敏电阻 的阻值变 ,电磁铁的磁感应强度变 。
(3)闭合 和 ,图乙中滑动变阻器的滑片 保持不动,将磁敏电阻 水平向左逐渐远离电磁铁时,小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 、对应的电流表的示数 及算出的磁感应强度 同时记录在下表中,请计算当 时,磁敏电阻 所在位置的磁感应强度 。
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
10 |
12 |
15 |
20 |
30 |
46 |
|
0.68 |
0.65 |
0.60 |
0.51 |
0.20 |
(4)综合以上实验可以看出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ;离电磁铁越远,磁感应强度越 。
如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为 ,电阻大约为 ,有两个规格分别为“ “的 滑动变阻器和“ “的 滑动变阻器,电源电压为 。
(1)本实验中应选择 滑动变阻器(选填“ ”或“ ”)。
(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 向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大。
(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 。
.断开开关,更换小灯泡
.检查电路是否断路
.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,发现电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“右”或“左”)端移动,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为 。
(5)实验中多次测量的目的是 。
.测不同电压下小灯泡的实际功率
.多次测量求平均值,减小误差
图甲是利用电流表、电压表测量电阻的实验原理图。图乙是小红连接的实物实验电路图。
(1)依照小红连接的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左端移动,请写出你观察到的实验现象。
(2)请你在图乙中只改动一根导线连接,使电路正常工作(用“ ”标出改动导线,以笔划线代替导线,画出改接导线)。
(3)电路改接正确后,调节滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图丙、丁所示,此时被测出 的阻值为多少?
在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,小明设计了如图 所示电路。电源电压为 且保持不变, 为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;闭合开关前滑动变阻器的滑片 应处于 处。
(2)闭合开关 ,发现电压表示数接近 ,电流表指针几乎不偏转,移动滑片 的过程中,两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好,且接触良好,则故障原因是 。
(3)排除故障后,闭合开关 ,小明改变电阻 两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电压表示数 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
电流表示数 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
①请根据表中数据,在图 中用描点法画出导体中的电流 与导体两端电压 的关系图象。
②分析数据可得:当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 。
(4)在此实验中改变电阻 两端的电压是通过改变 来实现的。
(5)此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的 (选填" "或" " 实验中多次测量的目的相同。
探究电流与电阻的关系
测量未知电阻的阻值
有一个小灯泡标有 字样,要测定它的额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻值约 ,电源电压为 .
(1)请你用笔画线代替导线,连接完成实验电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应该在 端(选填“ ”或“ ” 。
(3)某次连接线路后,闭合开关灯不亮,电流表有示数,电压表没有示数,猜想以下3种故障,其中可能的是
.可能是灯丝断了
.可能是开关接线处断路
.可能是小灯泡的灯座短路
为避免出现上述故障时损坏电流表,选择的滑动变阻器的最大阻值应不小于 。
(4)排除故障后,移动变阻器滑片,观察当 表示数为 时,再记录另一个电表的示数,可以计算小灯泡的额定功率。
在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:两节新干电池、电流表、电压表、额定电压 的小灯泡,滑动变阻器、开关、导线若干,部分实物电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片 向右移动时小灯泡变亮)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 .断开开关,经检查,各元件完好,电路连接正确则实验中操作错误之处是 。
(3)改正错误后进行实验,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示;若要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片 应向 端移动(选填“ ”或“ ” 。
(4)图丙是由实验数据描出的小灯泡的 图象,则小灯泡额定功率是 。
(5)根据小灯泡的 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同,原因是灯丝电阻随 的变化而变化。
(6)若用第(3)小问中所测得数据算出灯泡的电阻 ,再根据 计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小” 。
小明用如图1所示的电路测量额定电压为 小灯泡的电功率。
(1)电源电压为 ,小灯泡的电阻约为 ,有两个不同规格的滑动变阻器:甲标有“ ”乙标有“ ”,实验时应该选择滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将实验数据和现象填写在下表中。
次数 |
灯泡两端电压 |
通过灯丝电流 |
灯泡电功率 |
灯泡亮度 |
1 |
2.20 |
0.28 |
比正常发光暗 |
|
2 |
2.50 |
0.30 |
正常发光 |
|
3 |
2.80 |
0.32 |
比正常发光亮 |
①可得出的实验结论: (写出一条即可);
②小灯泡的额定功率为 。
(3)小明用上面的实验器材测量电阻 阻值时,发现电压表已损坏,重新设计电路,选了一个阻值已知的 ,连接电路如图2所示。他先将导线 端接到电流表“ ”接线柱上,电流表读数为 ,后将导线 端接到电流表“3”接线柱上,电流表读数为 ,则 的阻值为 (用已知字母表示)。
运用知识解决问题:
(1)电炉子工作时,通过导线和电炉丝的电流相等,电炉丝电阻比导线电阻 ,根据焦耳定律可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线 ,所以电炉丝热得发红而导线不太热。
(2)如图所示家庭电路,吊灯 和 有开关 控制,墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。
(3)将定值电阻 和 串联后接在电压为 的电源两端, , 的电功率为 ,则 两端的电压 , 。
回归实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整)
(1)用伏安法测量小灯泡的电阻:
装置 |
小雨连接了如图所示的实验电路,其中有一处错误,请在错误的导线上打“ ”,并重新画一根正确连接的导线。 |
||||||||||||||||
图象 |
请根据表中的数据,画出小灯泡的 图象。
|
||||||||||||||||
方法 |
用电压表和电流表测量电阻,运用的科学方法是 法。 |
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问题讨论 |
将实验中的小灯泡换成定值电阻,为了减小误差,应多次测量电压及电流的值,算出电阻,最后求出电阻的 。 |
(2)探究电磁感应现象:
方法 |
小雨由电流的磁效应联想到:“既然电能生磁”,那么“磁能否生电”?小雨提出问题时运用的科学方法是 法。 |
|
结论 |
闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生感应电流。在此过程中 能转化为电能。 |
|
问题讨论 |
把上述实验中灵敏电流计换成电源,发现通电导线在磁场中运动,据此制成了 。 |
小明利用“伏安法”测额定电压为 的小灯泡的灯丝电阻,他设计的实验电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整(滑片 向 端滑动时灯泡变亮)
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是 ;
(3)排除电路故障后,小明实验过程中记录的数据如表所示,其中第2次实验时的电流表如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 ;
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1.4 |
2.0 |
2.5 |
2.8 |
|
0.20 |
0.26 |
0.27 |
|
|
(4)小明分别求出不同电压下小灯泡的电阻,然后求出电阻的平均值,他的这种做法 (填“合理”或“不合理”
(5)通过实验数据可知,该小灯泡的额定功率为 ;
(6)小明 (填“能”或“不能” 用本实验器材探究电流与电压的关系。
如图中描述的是迷糊教授用仪器做实验的情景,请指出实验操作中的错误。(每项只指出一处错误即可)
① ;② ;③ ;④ 。
某学习小组的同学为测量小灯泡在不同电压下的电阻,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。
(1)请将图甲中的实物电路补充完整;
(2)为了保护电路,闭合开关 前,应将滑片 移到滑动变阻器的 (填“左”或“右” 端;
(3)闭合开关 ,该小灯泡正常发光,调节滑动变阻器,让电压逐次降低,测量的数据如下表:
数据序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
发光情况 |
明亮 |
不很亮 |
不亮 |
较暗 |
微光 |
熄灭 |
熄灭 |
电压 |
2.5 |
2.1 |
1.7 |
1.3 |
0.9 |
0.5 |
0.1 |
电流 |
0.28 |
0.24 |
0.21 |
0.19 |
0.16 |
0.05 |
|
计算的电阻 |
8.9 |
7.1 |
6.2 |
4.7 |
3.1 |
2.0 |
当电压表的示数为 时,电流表的示数如图乙所示为 ,此时小灯泡的电阻为 ;
(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而 。
试题篮
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