(2)连接电路前,开关必须断开.电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图中阻值最大处的B端;
(3)若待测电阻短路,电压表示数为0,不符合题意;若待测电阻断路,电流表示数为零,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,符合题意,电路中的一处故障是待测电阻Rx断路;
(4)有一次测量电流表的指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.28A;另一次测量电压表的指针如图丙所示,电压表分度值为0.1V,其示数为2.6V;
4.P额?U额I额?U额?U?U额?R0在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,
待测小灯泡的额定电压为2.5V?
(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0-____V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是_____(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良; (3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是____W;
(4)测量结束后,应先______,再拆除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图所示的I-U图象,请指出作图过程中存在的错误或不足之处是_______;
(6)某实验小组设计了如图所示的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻?请写出本实验主要测量步骤及所测物理量:
①电路连接完整后,开关S2断开,S1?S3闭合,调节滑动阻器滑片,使电压表示数为U额; ②_______,开关S3断开,S1?S2闭合,记录电压表的示数U2; ③小灯泡额定功率的表达式P额=______(用R?U额?U2表示)
【答案】3 灯泡与灯座 1.25 断开开关 图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大 保持滑动变阻器滑片位置不变 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]题中待测小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程应选0~3V。
(2)[2]实验时,小灯泡不亮,且电流表示数几乎为0,则电路中有断路现象,而电压表有示数,即电压表与电源是接通,则故障可能是灯泡与灯座接触不良。 (3)[3]由图示知,电流表的示数为0.5A,则小灯泡的电功率
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W
(4)[4]测量结束后,应先断开开关,再拆除导线,最后整理好器材。
(5)[5]由描出的点知,所描的点不在一条直线上,所以作出的I-U图象不应是直线,且坐标轴的横坐标的标度太大了,这样造成所描的点精确度稍低。
(6)[6][7]按题意可知,电路中通过S2、S3的通断来控制电压表所测量的电压,所以所缺的导线应连接在电压表的负接线柱与开关S3的左接线柱之间,且电路是串联电路。当开关S2断开,S1、S2闭合时,电压表测小灯泡的电压,那么应调节滑片,让电压表的的示数为U额。然后保持滑片位置不变,这样才能保持小灯泡两端的电压为额定电压,断开S3,闭合S1、S2,此时电压表测小灯泡和定值电阻R的电压,则电阻R两端的电压
UR=U2-U额
而整个过程中,电路的电流不变,通过小灯泡的电流
U额(U2-U额)R
I1?IR?则小灯泡的额定功率
URU2?U额? RR
5.(3)[4]小敏的观点是错误的,原因是小灯泡在不同电压下的电功率是不同的,所以不能取平均值减小误差。小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)
(1)图1是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①____;②____?
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零,已知仅导线发生故障,则图1中导线____(选填“①”?“②”或“③”)发生了____ (填写故障名称)
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在U-I图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示,则根据记录的数据和图像可知∶ ①小灯泡的额定功率为____W?
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为____ A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的U-I图像应为图3中的虚线____(选填“①”?“②”或“③”),你选择的依据是____?
【答案】①开关未断开 ②滑动变阻器滑片未移至阻值最大端左端 ① 断路 ①0.75 ②D ① “小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等” 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]连接电路时为了保护电路,开关应断开,滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处,所以图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①开关未断开;②滑动变阻器滑片未移至最左端(阻值最大处)。
(2)[3][4]闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零,已知仅导线发生故障,则图1中导线①发生了断路。 (3)[5][6]根据记录的数据和图像可知∶①当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
②当小灯泡两端的电压为0.5V时,电流为0.1A,所以此时滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U灯=3V-0.5V=2.5V
此时滑动变阻器的阻值为
R=
U滑2.5V==25Ω I0.1A所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为D.30Ω 1A。
6.由第(4)问可知,小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3A,将电压表并联在电池组两端,其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U′=2.55V,则电池电阻两端的电压:Ur=U-U′=3V-2.55V=0.45V,所以,所用电池组的电阻:r=
Ur0.45V?=1.5Ω。在测量小灯泡的电功率I0.3A时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是_______,经分析有一根导线链接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路. (_________)
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是____W.由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而______,滑动变阻器的规格应选择_______. A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法_____( 选填“合理”或“不合理” ),理由是_____. 【答案】电压表串联在电路中
0.625 增大 C或(25Ω
1A) 不合理 灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比 【解析】 【分析】
本题考查测量小灯泡功率的实验. 【详解】
(1)根据题图,电压表串联在电路中,所以出现了连接电路后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数.改正时需要把电压表由串联改成并联在灯泡两端,把滑动变阻器由并联在灯泡两端改成串联在电路中;图如下.
(2)由图中可以看到,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W.由图可知,小灯泡的实际功率随电压的增大而增大.由图可以看出,电路中电流的最小值为0.1A,这时小灯泡灯丝的阻值为
Umin0.5VU3VR===5Ω.这时候电路中的总电阻R总===30Ω.这时候连入电路的是Imin0.1AImin0.1A滑动变阻器的最大阻值,Rmax=R总-R=30Ω-5Ω=25Ω,所以滑动变阻器的规格应选择C.
U1?U2?U1?。在测量小灯泡的电阻的实验中,小灯泡的额7.则小灯泡额定功率:P额=R0定电压为2.5V.
(1)为了测量更精确.电压表应选择的量程是0﹣_______(选填“3”或“15”)V. (2)小明按图甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数.则故障原因可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为_______A.
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示.
实验次数1234567电压 U/V2.52.11.71.30.90.50.1 电流 I/A0.260.240.210.190.160.05综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向_______(选填“左”或“右“)端滑动:随着