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 。
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 。
如图甲所示,已知电源电压为 且保持不变,电阻 标有“ ”的字样, 是一个最大阻值为 的滑动变阻器,电阻 的额定电流为 (不计温度对电阻的影响)。求:
(1) 的阻值;
(2) 正常工作 消耗的电能;
(3)闭合 ,当 的阻值为 时, 的示数为 , 的示数为 ;当 的阻值为 时, 的示数为 , 的示数为 ;已知 , , ,求 的阻值;
(4)在电路安全的前提下,小天同学用以上器材组成一个如乙图所示的电路:在 、 和 中任选两个电阻分别连入电路的“ ”和“ ”处,组成不同的电路,在同一电路中两个电阻的功率之差如果超过 ,电路外的检测装置将自动报警,请通过计算和推导,判断哪些电路始终不会导致检测装置报警,哪些电路会导致检测装置报警,并计算报警时 的取值范围。
传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中 、 均为绝缘材料, 、 间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器 的滑片 固定在一起,电源电压恒为 ,已知压力 的大小与 的阻值大小成正比例关系。闭合开关 ,压力 时,滑片 在最上端;压力 时,电流表示数为 ,电压示数为 ,当滑片 滑至最下端时,电压表示数为 .求:
(1)定值电阻 的大小;压力 与 阻值之比 ;
(2)当滑片 滑至最下端时,压力 的大小;
(3)压力 的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
图甲是办公室和教室常用的立式饮水机,图乙为饮水机的铭牌参数,图丙为饮水机内部简化电路图。 是温控开关, 是调节电阻,其阻值为 , 是供热电阻。
型号 |
|
额定电压 |
|
加热功率 |
|
水箱容积 |
|
频率 |
|
(1)当开关 时(选填“断开”或“闭合”),饮水机处于加热状态。
(2)现将装满水箱的水烧开,水吸收的热量是多少? 水的初温为 ,在1标准大气压下, ,
(3)当饮水机处于保温状态时,供热电阻的功率是多少?
如图所示,电源电压为 ,小灯泡上标有“ ”字样,小灯泡电阻不变。闭合开关后,滑动变阻器的滑片移动到中点位置时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)滑片移动到中点位置时,滑动变阻器接入电路的电阻值;
(3)滑动变阻器的滑片移动到最右端后,通电 小灯泡产生的热量。
如图所示为模拟调光灯电路,电路中电源电压不变,灯泡 标有“ ”字样,且灯丝电阻随温度的变化而变化,定值电阻 的阻值为 ,将滑动变阻器 的滑片 置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为 和 ;移动滑片 至某一位置,电压表和电流表示数分别为 和 .求:
(1)灯泡 正常发光时的电阻多大?
(2)当 的滑片 在最右端时,闭合开关,灯泡 的实际功率是多少?
(3)为使灯泡安全工作, 的滑片能自由滑动,且滑片 滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请计算说明。
如图所示的电路中,定值电阻 、 .闭合开关 后,电流表 的示数为 .求:
(1)电阻 两端的电压为多少
(2)电流表 的示数为多少
(3)电路工作 , 产生的焦耳热是多少。
如图甲所示,灯泡 标有“ ”的字样,电源电压及灯丝电阻保持不变,滑动变阻器最大阻值为 ,电流表的量程为 ,电压表的量程为 .只闭合开关 、 ,移动滑片 的过程中,电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示,当滑片 在某一位置时,电流表的示数为 ,电压表示数为 ;只闭合开关 、 ,滑片 移动到另一位置时,电流表示数比 减小了 ,滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻 阻值的 倍,求:
(1)灯泡正常工作时的电阻;
(2)电流表示数 ;
(3)电源电压;
(4)只闭合开关 、 ,在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,求滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围。
硫化镉 是一种光敏材料,其电阻值 随光照强度 越大表示光照越强,其国际单位为 的变化如图2所示。某展览厅(如图1所示)为保护展品。采用这种材料设置了调光天窗。当外界光照较强时,启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图3所示, 为定值电阻, 为 电阻, 为电磁铁,其线圈电阻 为 ,当电流达到 时能吸合衔铁。已知电源电压 , ,则:
(1)图2中 随光照强度 变大而 (选填“增大”或“减小” 。
(2)图3中的 代表的是并联安装在展厅内的10盏“ ”节能灯,这些节能灯同时正常工作4小时,共消耗电能 。
(3)若要缩短节能灯点亮的时间,可换用阻值较 (选填“大”或“小” 的 。
(4)当外界光照强度达到 时,电动卷帘便开始工作,求 的阻值。
如图所示,电源电压 保持不变,定值电阻 的阻值是 ,滑动变阻器 的最大阻值为 ,当 、 闭合, 断开时,电流表示数为 ,当 、 闭合, 断开,且滑片 在 端时,电流表示数为 .(不考虑温度对灯泡电阻的影响),求:
(1)电源电压 ;
(2)灯泡的阻值;
(3)电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比。
用四个相同的灯泡 、 、 、 和定值电阻 、 ,组成如图所示两个电路。图中 , .闭合开关,四个灯泡均正常发光。求:
(1)通过 和 的电流之比为 ;(此项只需填写结果即可)
(2)甲、乙两电路的总功率之比;
(3)定值电阻 、 的阻值之比。
小洋和同学们通过暑期的勤工俭学为残疾人老王买了一辆电动轮椅。为了帮助老王正确使用,小洋研究了说明书,电动轮椅的原理简图如图所示。他了解到,操纵杆可操纵双刀双掷开关 以及滑动变阻器 的滑片 .前推操纵杆时轮椅慢慢前进,继续前推操纵杆时轮椅快速前进;后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。蓄电池的电压 (保持不变), 为定值电阻。
(1)原理图中双刀双掷开关 中间的连接物(深色部分)为 (选填“导体”或“绝缘体” ;
(2)从原理图和以上描述可知,当开关接到 、 两个接线柱时,轮椅前进。若轮椅以 的速度匀速前进了 ,此过程中轮椅受到的平均阻力为 ,电池的输出功率为 ,求此过程中轮椅工作的效率;
(3)当轮椅后退时电动机的功率是 ,此时电流表示数为 ,求 的阻值。
2016年11月,常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱,电路存在安全隐患,检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路,并将相关参数填入铭牌,请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案(两种方法都做,以第一种为准)
方法一 |
方法二 |
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功能:如图所示,两根电阻丝规格相同且电阻不变,旋钮开关 转动至断开位置,电路不工作;开关 转动至抵挡位置,电路处于低功率工作状态,两根电阻丝都发热;开关 转动至高挡位置,电路处于高功率工作状态,仅有一根电阻丝发热。 (1)请以笔画线代替导线完成电路连接。 测量:实验室内, 电源只接通电烤箱,电烤箱处于高挡位置,观察到实验室电子式电能表的指示灯在 内闪烁了132次。 (2)此过程中,电烤箱消耗电能 单根电阻丝的阻值为 (3)铭牌
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功能:如图所示,两根电阻丝规格相同且电阻不变,旋钮开关 转动至断开位置,电路不工作;开关 转动至抵挡位置,电路处于低功率工作状态,仅有一根电阻丝发热;开关 转动至高挡位置,电路处于高功率工作状态,两根电阻丝都发热。 (4)请以笔画线代替导线完成电路连接。 测量:实验室内, 电源只接通电烤箱,电烤箱处于低挡位置,观察到实验室电子式电能表的指示灯在 内闪烁了132次。 (5)此过程中,电烤箱消耗电能 单根电阻丝的阻值为 (6)铭牌
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试题篮
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