在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,琪琪和航航设计的电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V.琪琪的实验过程如下:
(1)她调节滑动变阻器,发现当电压表的示数为2.5V时,小灯泡不能正常发光,而航航发现了问题,于是继续向 (选填“左”或“右”)端调节滑动变阻器,使电压表的示数为 V时,小灯泡才正常发光。若此时通过小灯泡的电流如图乙所示,电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(2)琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端,重新测量小灯泡正常发光时的电阻,闭合开关她发现电压表的指针 ,原因是 。
(3)她俩重新选择实验器材,不用电压表就测出了I额=0.3A的小灯泡的额定功率,设计的电路图如图丙所示。请你将下列实验步骤补充完整,并计算出小灯泡的额定功率(电源电压恒定且未知,滑动变阻器的最大阻值为30Ω)。
①将滑动变阻器的电阻调到最大,开关S闭合,S1 (选填“闭合”或“断开”),读出电流表的示数为0.2A,则电源电压为 V;
②开关S闭合,S1 (选填“闭合”或“断开”),调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;
③开关S、S1均闭合,滑动变阻器的滑片 ,读出电流表的示数为0.4A;
④小灯泡额定功率P额= W。
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 。
小明家新买了一台多功能LED台灯,其结构如图甲所示。S1是控制LED灯的开关,USB接口可以给手机充电。小明发现即使S1断开,USB接口也能正常使用。安全开关S2位于台灯底部的前端,当台灯倾斜,S2离开桌面时,它会自动断开,切断台灯的电源。
(1)根据以上信息,请用笔画线代替导线,将图乙中的电路元件接入电路。
(2)晓明对开关S2很感兴趣,并开始研究其功能。它将台灯点亮,并保持支架和灯头的夹角不变,试着向后调整支架的位置,当达到图丙所示的位置时,台灯虽未倾倒但底座前端刚好翘起,此时S2断开,台灯熄火。如果把台灯看做是杠杆,此时恰好平衡,则动力臂 (填“大于”、“等于”或“小于”)阻力臂。
接下来,小明向固定在底座上的笔筒中放入一支铅笔,这时台灯底座重新落回桌面,S2闭合,台灯亮起。当他再从笔筒中取出这只笔时,台灯底座前端翘起,再次熄灭。
(3)小明设想:如果利用安全开关S2,制作一个在手机充电时可以自动断电的控制装置,这样就可以避免因夜间手机充电时间过长而带来的安全隐患。
经过思考小明只借助了湿巾和少量的水,结合学过的蒸发知识便设计出了一个简易的装置。以下是小明给的设计方案,请将其补充完整。
①抽取一张湿巾放进空笔筒中,并把手机数据线插入台灯底座的USB接口,手机开始充电。
②慢慢向后调节支架,同时观察手机充电的情况,直至手机刚好 。
③保持支架和灯头的位置不变, ,使开关S2闭合。
④一段时间后,台灯底座前端自动翘起,开关S2切断电路。在不改变支架和灯头位置的前提下,若要缩短充电时间,可采用的方法是 。
小华要测量额定电压为3.8V的小灯泡的电阻,图甲是他连线的部分电路,其中滑动变器规格为“30Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,使滑动变阻器连入的阻值最大。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。则电路故障的原因是 。此时电流表的示数为0.2A,可知电源电压为 V。
(3)小华排除故障,并正确连接电路后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.1V时,电流表的示数如乙所示,则此时小灯泡的电阻为 Ω,若让小灯泡正常发光,滑片应向 (选填“左“或”右“)移动。
(4)实验结束后,小峰也用相同的器材测量该小灯泡的额定功率。实验中,他调节滑动变阻器的滑片,发现当电压表的示数为2.2 V时,小灯泡正常发光。则小峰是将电压表并联在图丙中的 (选填“ab”、”bc“或”ac”)之间。若此时电流表示数为0.4A,则该小灯泡的额定功率为 W。
(5)小峰想用此电路探究“导体中电流与电压的关系”,则他 (选填“能”或“不能”)得出正确结论。
(6)同学们完成实验后,老师又连接了图丁所示的电路,让同学们用它测量小灯泡的额定功率(已知小灯泡的额定电流为I额、电源电压为U,R为电阻箱,可以直接读出它的阻值)。请将实验过程补充完整。
①闭合开关S,调节电阻箱,使电流表示数为 ,并记下此时电阻箱的阻值为R;
②小灯泡额定功率的表达式为P额= (用符号表示)。
利用电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器RP,完成下列电学实验:
(1)探究电流与电阻的关系。
①实验电路图如图甲所示,图乙是它的实物连接图。其中有一条导线连接有误,若闭合开关S,电压表的指针将 (填“向左”、“向右”或“不会”)偏转,请将连接错误的导线画“×”,并用笔画线代替导线画出正确连线;
②改正错误后进行实验,先将滑动变阻器的滑片移到最 端(填“左”或“右),再分别将10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A、B间,正确完成三次实验后,电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示,可知实验中,A、B间控制不变的电压为 V,可得结论:当 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
③为了使实验结论更具有普遍性,又将50Ω的电阻接在A、B间,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数与上次实验相同,为了能够完成实验,应该换用最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
(2)利用图丁所示电路测量未知电阻R0的阻值,所用电源电压仍为6V。
①闭合开关S,断开开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表的示数为0.2A;
②则可以计算出R0的阻值为 Ω。
(3)利用图丁所示的电路测量额定电流为I额的小灯泡额定功率。(R0为已知量)
①将图丁中的开关 (填“S1”或“S2”)和电流表互换位置,并将开关S和该开关闭合,另一个开关断开调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开与电流表互换位置的开关,闭合开关S和另一个开关,读出电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式:P额= 。(用符号或数值表示均可)
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。
小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻,选择一些器材连接了如图甲所示电路。
(1)同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验,其原因是 。并且电路连接也有错误,如果此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电压表 (选填“有示数”或“无示数”)。请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确。
(2)小明重新选择合理器材,将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正确发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图象中,横轴应该表示的是 (选填“电压”或“电流”)
(4)上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V。
② (填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额= W。
如图甲是阳阳同学设计的根据欧姆定律测电阻的实验电路。
(1)检查无误后,闭合开关。他将滑片P向左滑动时,电压表示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);当P滑到某一位置时,两表读数如图乙所示,由此可知电阻R= Ω.你认为这个结果可靠吗? ,理由是 。
(2)做完测电阻实验后,阳阳发现桌上还有一个标有额定电流I额的小灯泡和两个开关,一个已知阻值为R0的定值电阻,他想:能否在不用电流表的情况下测定小灯泡的额定功率呢?通过与同学讨论,他设计出了如图丙所示的电路图,并完成了小灯泡额定功率的测量。具体操作是:
①闭合开关 ,断开开关 ,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关 ,闭合开关 ,读出此时电压表示数为U;
③小灯泡的额定功率P额= (用已知量和所测物理量符号表示结果)。
如图所示的电路中,电阻 ,闭合开关 后,移动滑动变阻器 的滑片处于某一位置时,电压表的示数为 ,电流表的示数为 .求:
(1)此时滑动变阻器 接入电路的阻值;
(2)此时滑动变阻器 消耗的电功率;
(3)电源电压。
小明用图甲所示的电路,做伏安法测定值电阻实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片后,电流表示数为 ,此时电压表的示数如图乙所示,则定值电阻 的阻值为 ;
(2)为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的 的阻值,再求 的 ;
(3)小明又设计了另一种测量电阻 的方案,电路图如图丙所示,电路中定值电阻 的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻 的表达式;
①断开 ,闭合 、 ,用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
② (填各开关的状态),用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
③电阻 的阻值表达式为 (用 、 、 表示)。
(4)小明在完成实验后,利用图丁所示的电路,测出了额定电流为 的小灯泡 的额定功率。电路中定值电阻 的阻值已知,电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出小灯泡 的额定功率的表达式。
①断开 ,闭合 、 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ,小灯泡 正常发光;
②断开 ,闭合 、 , ,读出电流表示数为 ;
③断开 ,闭合 、 ,调节滑片至最左端,读出电流表示数为 ;
④小灯泡的额定功率的表达式为 (用 、 、 、 表示)。
利用所学的知识,完成下面的电学试验。
(一 探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路,请用笔画线代替导线,将电源正确接入电路。
(2)连接好电路,用开关试触,发现电压表指针能转到右侧无刻度处,电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生 (填“短路”或“断路)。
(3)排除故障后,正确进行实验,测得三组实验数据,如上表所示。分析表中数据,可得出结论:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
试验次数 |
1 |
2 |
3 |
电压 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
电流 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻,保持电源电压 不变,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表示数,绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是 (填“ ”“ ”或“ ” 。结合所选的滑动变阻器,把三个定值电阻分别接入电路完成实验,电阻两端控制不变的电压最大是 。
②把 和 的电阻分别接入电路,控制电阻两端的电压不变,先后两次滑动变阻器的电功率之比是 。
(二 测量额定电流为 小灯泡 的额定功率
小霞选用了一只电压表,一个“ ”的小灯泡 ,设计了如图丙所示的实验电路,其中电源电压恒为 ,请完成下面实验步骤:
(1)如图丙所示,图中 、 处虚线框内,分别为电压表或开关 ,则在 框内应是
(2)正确选择元件并连接电路后,闭合开关 、 ,断开开关 ,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 .此时小灯泡 正常发光。
(3)再闭合开关 、 ,断开 ,滑动变阻器滑片的位置不变,读出电压表示数如图丁所示,为 。
(4)则小灯泡 的额定功率为 。
小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验:
(1)小明选择了如下器材:电源(电压恒为 、滑动变阻器“ “、电流表、电压表、开关、定值电阻 、 、 、 的各一个)、导线若干。
①小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 ;
②请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接;
③开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“ ”或“ “) 端;闭合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零。经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是 。
④排除故障后,小明先将 电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为 ,再将 电阻换成 电阻后,小明接下来的操作是 ;当把 的电阻换成 的电阻后,无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值,说明 。
⑤更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(2)上述实验结束后,小明和同学们想要测量额定电流为 小灯泡的额定功率,却发现电压表已经损坏,
于是他们利用“ ”的滑动变阻器以及原有器材,又设计了如图乙所示电路,测量过程如下:
① (填开关通断情况),移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动, (填开关通断情况),记下电流表的示数为 ;
③则小灯泡的额定电功率为 。
小霞在伏安法测电阻的实验中,选用器材如下:电压为 的电源、规格为“ ”的滑动变阻器 、待测电阻 、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)小霞连接的实验电路如图甲所示,其中有一条导线连接有误,若此时闭合开关电压表所测量的电压 (填“会”或“不会” 超过它的量程。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)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右” 端,闭合开关,电流表的示数为 ,调节滑片发现电流表的示数发生变化,电压表的示数始终为零。电路中的故障可能是电压表 (填“短路”或“断路” 。
(3)排除故障后,小霞进行三次实验测出的电阻值分别为 、 、 ,待测电阻的阻值应为 。
(4)小霞将待测电阻 换成额定电压为 的小灯泡,测量其额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻约为 ,通过分析发现实验无法完成,小霞发现实验桌上有三个阻值分别为 、 、 的定值电阻,可将其中 的电阻串联在电路中,进行实验。
(5)闭合开关调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为 时,电流表的示数如图乙所示为 ,小灯泡的额定功率为 。
(6)小霞又设计了如图丙所示的电路,来测量额定电流为 小灯泡的额定功率。电源电压未知,定值电阻 的阻值为 .请你将下面的实验步骤补充完整。
①闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,将一根导线连接在电路中 、 两点之间,电压表的示数为 。
③取下 、 间的导线,将其连接在 两点之间,电压表的示数为 。
④小灯泡的额定功率为 。
用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1.5A”。
(1)实验时,依次更换不同的电阻,调节 ,保证电阻两端电压不变,分别记录每次电阻 和电流表示数 ,数据如表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电阻 |
30 |
20 |
15 |
10 |
5 |
电流 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.48 |
|
电阻的倒数 |
0.033 |
0.050 |
0.067 |
0.100 |
0.200 |
(2)第4次实验的电流表示数如图乙所示,读数为 ;
(3)为了更精确地描述 与 的关系,在表中增加了 的数据,并根据 、 的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点,请你在图丙中补充第4次的实验数据点,并作出 图像。
(4)根据图像可以得到的实验结论是: 。
试题篮
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