小明在实验室探究电学实验,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)、导线若干。
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。
②闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B“)端;电路中滑动变阻器起到保护电路和 的作用。
③闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数为零,此时电路出现的故障可能是 。
④小明排除故障后继续实验,先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把5欧电阻换为10欧的电阻,再闭合开关,应向 (选填“A”或“B“)端移动滑动变阻器的滑片,才能使电压表示数仍为2.5V,同时再记下电流表的示数。
⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值,根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象(如图丙所示)。分析图象可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率是 W.从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻是 (选填“变化或“不变”)的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随 升高而增大。
小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中,连接电路,如图甲所示。可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的电路补充完整,并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大。
(2)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中的故障可能是 (写出一种即可)。故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为 A。
(3)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 V止,记录电流表的示数。
(4)完成上述实验之后,小聪想测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为U额.他又找来一个阻值为R0的定值电阻,设计了电路图丙。请补全实验步骤并写出表达式
①只闭合开关S和 (选填“S1”或“S2”),移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ,此时小灯泡正常发光。
②只闭合开关S和 (选填“S1”或“S2”),保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数I。
③小灯泡额定功率的表达式是P额= 。(用已知量和所测物理量符号表示)
小谢同学利用三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行了“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)如图甲是小谢连接的实验电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)改正后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,若电路只有一处故障,其故障是 ;
(3)排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑片到适当位置,电流表示数如图乙所示,其示数为 A
(4)滑片位置不动,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,应向 (填“左”或“右”)调节滑片,使电压表的示数保持 V不变,读取电流表的示数为0.2A。
(5)使三个电阻单独接入电路都能完成实验,选取电源电压最大值不能超过 V.三次实验后,可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成
(6)另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下,连接了如图丙所示的电路,测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。(已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,U额小于电源电压)
①闭合开关S、S1,断开S2,将R1的滑片滑到最右端,R2的滑片滑到最 (填“上”或“下”)端,读出此时电压表的示数U,即为电源电压
②闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,调节R2的滑片,使电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光。
③同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,然后调节R1的滑片,使电压表的示数为 。保持R1的滑片不动,将R2的滑片滑到最上端,读出此时电压表的示数为U1;
④小灯泡正常发光时的电阻RL= (用字母表示)
下面是小溪所做的电学实验:
(一)探究电流与电阻的关系。
(1)小溪用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω四个电阻、电压恒为4.5V的电源、“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材连接成部分实验电路,实验过程中控制电阻两端的电压2V不变。请用笔画线代替导线把电路补充完整。
(2)正确连接电路后开始实验。小溪发现换上 Ω的电阻后,移动滑片,电压表示数始终不能达到需要控制的电压值,不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,他应该适当 (填“增大”或“减小”)控制的电压值。通过实验数据可以得出的结论是: 一定时,导体中电流与电阻成 。
(二)测量小灯泡的额定功率。
(1)小溪按乙图连接电路,测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率,她使用了电压表的小量程,调节变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出此时电流表的示数为0.2A,求出小灯泡的电阻为 Ω,并利用公式 求出了小灯泡的额定功率。然后她又换用电压表的大量程,调节变阻器滑片,使电压表示数为3.8V时,电流表示数如图丙所示为 A,小灯泡的额定功率为 W.小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异,根本原因是 。
(2)小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。电路如图丁所示(电源电压为6V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”)。请把下面的实验步骤补充完整。
①只闭合开关S和S2,调节变阻器的滑片,使电压表V2的示数为 V,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关 ,保持滑片P的位置不动,此时V1的示数为1V,V2的示数为2V;
③该灯泡的额定功率P额= W。
在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小宇设计了如图甲所示的电路图,用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究,滑动变阻器有A(5Ω 1A)和B(10Ω 1A)两种规格可供选择。
(1)请在图乙所示的实物图中用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉);
(2)连接电路过程中,开关应该是 的,滑动变阻器的滑片应调到最 (选填“左”或“右”)端;
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
电阻R/Ω |
5 |
10 |
15 |
电流I/A |
0.36 |
0.18 |
0.12 |
(3)探究得到的实验数据如表所示:分析表中数据:可以得到的结论是: ;
(4)根据他的探究过程,可以判断它选择的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)
(5)当用5Ω、10Ω的电阻探究时,保持电压表示数均为1.8V,滑动变阻器连入阻值分别为R1、R2,则R1 R2(选填“>”、“=”或“<”);
(6)这个电路图还可以完成的实验有: (说出一个即可)
琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验,实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在电路连接完成后,闭合开关前,同组同学检查电路,发现她有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并在图中正确连线。
(2)正确连接电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,其原因可能是 (选填符号)。
A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片在某一位置时,电流表、电压表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;小灯泡两端的电压是 V;若使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器使电压表的示数为 V。
(4)实验结束,琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象,则小灯泡正常发光时的电阻大约是 Ω(保留一位小数)。
小爽做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为3V,可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、和30Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(2)他将5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求时,电流表示数如图乙所示,电流为 A。
(3)将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片
向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 V为止,记录电流表的示数。
(4)为了获得普遍规律,他想利用上述五个电阻分别单独接入电路,进行五次实验,则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
(5)完成上述实验后,小爽又设计了如图丙所示的电路,来测量一个小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,电源电压为U,滑动变阻器A的最大阻值为R0,请完成实验步骤并写出表达式:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器A的滑片位置不变, ,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光时的电阻就等于滑动变阻器 (选填“A”或“B”)接入电路的电阻;再保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到 (选填“左”或“右”)端,读出电压表的示数为U';
③小灯泡的额定功率表达式为P额= 。
在“测小灯泡电功率实验”中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障原因是 。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为 W.若使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“左”或“右”)端移动。
(5)若将图甲中小灯泡换成定值电阻,其他元件不变,下列实验可完成的是
A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
C.探究电流与电阻的关系。
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)。
小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中小明未连接好的电路连接完整(电压表选择小量程)。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“A”或“B”)。
(3)如果闭合开关,移动滑动变阻器滑片P时,发现电压表始终无示数,而电流表有示数,其原因可能是下列哪一个 。
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示时,则通过定值电阻的电流大小为 A,该定值电阻的阻值是 Ω。
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了 。
如图甲所示是"测量小灯泡电功率"的实验装置,电源电压为 且保持不变,小灯泡额定电压为 ,电阻约为 ,滑动变阻器标有" "字样。
(1)请用笔划线代替导线把图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至 (选填" "或" " 端;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表指针均有偏转,则小灯泡不发光的原因是 ;
(4)实验中,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑片向 (选填"左"或"右" 移;
(5)一实验小组的数据如表所示:
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
0.3 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
2.9 |
|
0.06 |
0.20 |
0.24 |
0.28 |
0.30 |
老师在检查时指出第 次实验的数据无法从实验中测得,理由是 。该小灯泡的额定功率是 ;
(6)另一实验小组在原有器材基础上,不使用电流表,增加一个阻值已知、大小合适的定值电阻 和若干开关、导线也能测出小灯泡的额定功率,请你在图丙的方框内画出该小组的实验电路图(要求:电路只连接一次并考虑灯丝电阻受温度变化的影响)
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 。
在测量额定电压为 小灯泡的电功率实验中,电源电压为 ,电路如图所示。
(1)连接电路时,开关应 ,电压表的量程应选择 ;
(2)检查电路无误后闭合开关,会发现小灯泡不亮,但电流表和电压表的指针都有偏转,接下来应进行的操作是 ;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数是 ,则小灯泡的额定功率是 ;
(4)实验过程中会发现小灯泡两端的实际电压越大,小灯泡的 越大,小灯泡越亮。
谢敏同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9Ω),电源选用两节干电池.
(1)按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路.
(2)该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3 V不变,你认为发生故障的原因可能是 或 .
(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将 (填“增大”“减小”或“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R= Ω.你认为这个结果可靠吗 ?理由是 .
在“测量未知电阻R的阻值”实验中:
(1)请你用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路,并在右边虚线框内画出相应的电路图。要求:电流表用量程为0~0.6A,电压表用量程为0~3V,滑动变阻器滑片P向左移动时电流表示数增大。
(2)在连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的金属滑片P放在 (选填“左”或“右”端)。
(3)请您把第二次测量时,图所示的电压表和电流表示数填入下表中相应的空格。
(4)处理表2中所记录的各次实验数据,得出待测电阻R的阻值为 Ω。
(5)实验中使用滑动变阻器的作用是 。