(10分)利用电源(两节干电池)、开关、电流表(0~0.6~3A)、电压表(0~3~15V)、滑动变阻器、定值电阻5个(阻值相同)和导线若干探究电路中电流与电压、电阻的关系。
(1)实验原理:用笔画线代替导线将图 (乙)实物按图 (甲)电路连接完整。
(2)探究电路中电流与电压的关系
小明的实验操作如下:
①连接电路。按图 (甲)连接电路,连接电路时,开关S应处于 状态。闭合开关S前,滑片P应置于 (填“A”或“B”)端。
②闭合开关S,滑片移动到合适位置,电压表示数为2.50V时,电流表示数如图 (丙)所示,将此时通过电阻R的电流记入下表空白处。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压U/V |
0.50 |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
电流I/A |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
|
③移动滑片到不同的位置,读出电压表和电流表的示数,得到上表所示的数据。④分析表中数据得出结论: 。
由实验数据还可以测出电阻R的阻值为 Ω。
(3)探究电路中电流与电阻的关系
请你接着小明的实验继续完成电流与电阻关系的探究,写出你的主要实验步骤。
用如图甲的电路测定量定值电阻R的阻值.
(1)测量电阻的实验原理是 .
(2)按图甲电路,将图乙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,滑动变阻器的阻值应处于 值.
(4)闭合开关.将图乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数会 ,当滑片P滑到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图丙.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 .
A.换用阻值不同的电阻再进行几次测量 B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行.
在某电路(如图)中,灯L1、L2并联,开关S控制整个电路,开关S1控制L1灯,电流表测L2灯的电流,请你根据上述文字描述连接下面的实物图。
小明利用实验探究电阻上的电流跟两端电压的关系。
(1)请你用笔画线代替导线,按图甲所示的电路图,帮小明将图乙中的器材连接起来。 要求:变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小,导线不能交叉。
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0, 电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是 。
(3)小明排除故障后继续实验,通过调节滑动变阻器,改变定值电阻R,两端的电压,测得电流、电压的值如表一。分析表一中的数据可以得出结论:
。
(4)为了检验结论是否具有普遍性,小明又换用l0Ω的电阻R2继续实验,测得数据如表二,小明分析表二的数据发现上面的结论仍成立。观察对比两表格中的数据,你还能发现电流与电阻的关系吗?请你写出分析过程和结论。
分析过程: 。
结论: 。
小明制作氧气浓度探测器,过程如下:
(一)小明找来氧敏电阻Rx,其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示.其中,氧气浓度为0时,氧敏电阻的阻值模糊不清,他对该电阻值进行测量.
氧气浓度/% |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
Rx/Ω |
|
10 |
16 |
21 |
25 |
28 |
30 |
在集气瓶内,小明通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气,再将Rx置于瓶内.甲图中电源电压恒为6V,①、②号导线已经连好.
(1)请用笔画线代替导线,在甲图中完成测量电路连接.
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应移至________(A/B)端.
(3)闭合开关S,发现电流表、电压表示数均为0.小明取下电压表,将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联,示数都为0;将电压表与滑动变阻器B、D两端并联,示数也为0;将电压表与开关两端的接线柱并联,示数为6V.若电路只有一处故障,则电路故障为________.
A.导线①断路 B.导线②断路 C.滑动变阻器内部断路 D.开关S内部断路
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数如图乙所示,则氧气浓度为0时,Rx阻值为________Ω.
(5)请在丙图中作出氧敏电阻Rx的阻值与空气中氧气浓度的关系图象.
(二)小明制作氧气浓度探测器的电路如图丁所示,其中,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为5Ω.
(6)小明将氧敏电阻包裹在塑料袋中,先用嘴吸尽其中的空气,在对塑料袋儿呼气,闭合开关S,电流表的示数为0.24A.他呼出气体中氧气浓度为________%;可见人呼吸时,________(能/不能)将吸入肺中的氧气完全转化为二氧化碳.
(7)小明制作的探测器工作时,氧气浓度越高,电流表示数越________ .要想实现“氧气浓度越高,电表示数越大”,应选用电压表与上述电路中的________并联.
小明在拆装手电筒时,发现率手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻,图甲为他所连的实验电路。
(1)经检查发现电路接线有错误,小明只做了一处改动后闭合开关进行了实验.请在他接错的导线上打上“×”,并改正。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数接近电源电压,则产生此故障的原因可能是 .
(3)排除故障后继续实验时,小明移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示.则该小灯泡的额定电流为 A,正常发光时的电阻为 Ω.
(4)在此实验的基础上,老师又出示了数百欧的电阻Rx,问能否用上述方法进行测量。同学们分析后得出上述方案不行,原因是: .接着,小明与同学们经过讨论,通过增加一电阻箱R0(0~9999Ω 5A)、定值电阻(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了A、B两种不同方案,其电路图如下:
①A方案所涉及的思想方法是 ,
②在A、B两种不同的方案中,你认为方案 的设计可以让测量结果更准确,理由是:
在“测定小灯泡电阻”的实验中,提供如下实验器材:
A.待测小灯泡(2.5V 0.7W) B.电源(电压恒为3V)
C.电流表(量程0~0.6A或0~3A) D.电压表(量程0~3V或0~15V)
E.滑动变阻器(20Ω 1A) F.开关、导线
(1)小明同学连接线路后闭合开关,将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗,而电压表的示数增大。请你用笔画线代替导线,把下图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整。
(2)电路连接好后,当电压表的示数为 V时,小灯泡将正常发光。
(3)小灯泡正常发光时,电流表和电压表均有示数。突然,电路发生故障,小灯泡熄灭,而电流表和电压表的示数均变大,则故障的原因是 。
(4)利用上述实验器材,不能完成下述实验中的 (选填选项前的字母)B
A.测量小灯泡的额定功率 B.探究电流与电压的关系
C.探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系 D.探究串联电路电压的特点
(5)小红同学想利用上述器材测量一未知电阻R(定值)的阻值,但实验过程中不慎将电流表损坏,在不另外添加器材的情况下:
①为了测出R的阻值,请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图。
②闭合开关后,测得你所设计的电路图中电压表的示数为U,则R= 。
图甲是测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率的电路图
(1)连接电路时,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片应移到最______(左/右)端;
(2)在实验中,静菲同学正确连接电路并规范操作实验,闭合开关后,发现灯泡不亮,为了找出灯泡不亮的具体原因,接下来最应该进行的具体操作是______;
(3)在排除问题后,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,是______A,由此可得,该小灯泡的额定电功率为______W;
(4)实验中志乾同学的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,志乾重新设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡的额定功率.请你帮他补全实验步骤和表达式:①按照电路图正确连接电路;②断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使得______;③保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的示数为U2;则测得小灯泡额定功率的表达式为P=______(电源电压未知);
(5)志乾经过进一步的实验发现,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,他还想比较以下两种情况下灯泡实际电功率的大小关系:①灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率P1;②灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率P2;利用所学物理知识请你帮他比较出P1与P2之间正确关系应该为:P1______P2(大于/小于/等于).
(6)若用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω定值电阻分别代替图甲中的小灯泡,还可以完成“探究电流与电阻关系”实验,实验过程中始终保持电压表示数为3V,为能完成探究,则滑动变阻器最大阻值至少为______Ω(设此时电源电压为6V且恒定不变).
在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,电路已部分连接,如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电压表接在灯泡两端。
(2)正确接入电压表后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数等于电源电压,其故障可能是 。
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
在“测量小灯泡电功率”的实验时,提供的器材有:6V蓄电池、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15 V)、“50Ω 1A”和“10Ω 1.5A”两种规格的滑动变阻器各一只,额定电压为2.5V的待测小灯泡(正常发光时的电阻约为10Ω)一只、开关一个,导线若干.
(1)为顺利完成实验,在实验中应选用规格为 的滑动变阻器,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至 端(填“左”或“右”);
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整.
(3)小华在实验过程中,移动变阻器滑片时,小灯泡突然熄灭.经判断,电路故障是小灯泡或电流表被烧坏.查找故障时,在不拆开电路的情况下,他把一根导线接在电流表两端,小灯泡仍不发光,可判断电路故障是 .
(4)将故障排除并接好电路后,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,其读数值为 A,小灯泡的额定功率为 W.
(5)小华认为“把灯泡换成定值电阻,该实验装置可以用来研究导体中的电流与电压的关系.”你认为这种说法 (选填“正确”或“错误”).
利用如图甲所示的实验器材,测定额定电压为6V的小灯泡的电功率.已知滑动变阻器上标有“l2Ω 1A”的字样,电源电压保持不变.请完成下列相关问题:
(1)该实验的原理是__________(2分)
(2)在甲图上补画一根导线,使得测定小灯泡电功率的电路完整,要求滑片P向右移动时,小灯泡变暗.(2分)
(3)连好电路后,要使滑动变阻器的电阻丝全部接入电路,应先将滑片P移至__________(选填“a”“b”)端,再闭合开关S,此时电压表示数为4.2 V,对应的电流表示数如图乙所示.(2分)
(4)调节滑片P,当P移至ab中点时,小灯泡恰好正常发光.
(5)继续调节滑片P,当P移至另一点时,灯泡偏亮,读出此时电压表、电流表示数分别为6.5 V、0.52A .
(6)根据实验过程填完下表. (2分)
请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图14乙所示的实物电路连接完整。
在研究电流与电压、电阻的关系时,同学们设计了图中甲所示的电路图,其中R为定值电阻,
R′为滑动变阻器。试验后,数据记录在表1和表2中。
(1)由于电路中电流的大小受多种因素影响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时,采用了 法。
(2)根据甲电路图,用笔画线代替导线连接图乙所示的实物。
(3)根据表中实验数据,可得出如下结论:
a.由表1可得:
b.由表2可得:
(4)在研究电流与电阻的关系时,先用5Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,再换用10Ω的定值电阻时,某同学改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将 3V(填“大于”或“小于”或“等于”)。此时应向 (填“左”或“右”)调节滑片使电压表示数仍为3V。