在做"测量小灯泡的电阻"的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连接了部分实验电路,如图所示:
(1)为了完成实验,请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整(要求导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)
(2)电路连接好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填"A端"或"B端");
(3)当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,灯丝突然烧断,此时电压表的示数 (选填"变大"、"变小"或"不变")。
(4)换相同规格的灯泡,重新实验并记录数据如下表:
电压/V |
2.0 |
2.5 |
2.8 |
3.0 |
3.2 |
3.5 |
电流/A |
0.40 |
0.48 |
0.53 |
0.56 |
0.58 |
0.61 |
电阻/Ω |
5.0 |
5.2 |
5.3 |
5.4 |
5.5 |
5.7 |
平均电阻/Ω |
5.4 |
根据实验数据,小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻,你认为这种做法合理吗? (选填"合理"或"不合理"),你的理由是 。
(5)小明还想利用现有的实验器材测量小灯泡的额定功率,但此时电压表0~15V量程突然损坏,而0~3V量程完好。请你在不增减器材的情况下,帮他设计测量小灯泡额定功率的实验。要求写出必要的实验步骤,用字母(或数值)记录所测得的物理量并写出小灯泡额定功率的表达式。
实验步骤:
小灯泡额定功率的表达式: 。
用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时,开关应该是 的。
(2)大山同学在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为 Ω.请你根据图甲的电路图,在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉)。
(3)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为R x,电源电压保持不变,但电源电压未知,请你利用剩下的器材测出R x,先在右边方框内画出此时的实验电路图,再简要写出实验过程和计算R x的表达式。
a、实验过程:
b、R x的表达式:R x= 。
小明同学利用图甲所示的电路来测量一未知电阻R x。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为1.2V时,电流表的示数如图乙所示,则R x= Ω
(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,测量小灯泡正常发光的电阻和额定功率,其中R 0是已知定值电阻,请在空格内把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光;
②S′接 ,测出灯泡与R 0串联后的电压U;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,再将S′接 ,测出R 0两端的电压U 1;
④小灯泡正常发光时的电阻R 1= (用R 0、U、U 1列表达式);小灯泡的额定功率P 额= 。
小华同学想用"伏安法"来测量定值电阻R X的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关,向 (选填"A"或"B")端移动变阻器的滑片能使电流表的示数变大。滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是 。操作中,小华发现两个电表只有一个示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,刚发生故障的元件应是
A. |
电源 |
B. |
电阻R X |
C. |
滑动变阻器 |
(2)排出故障后,闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,计算R X的阻值为 Ω。
(3)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个额定电压为3V的小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图象(即I﹣U图象),小华发现他所描绘的定值电阻的图象是一条直线,而小灯泡的I﹣U图象如图丙所示,原因可能是小灯泡的电阻与 有关。由图象可知小灯泡的额定功率为 W。
为了探究不同情形下小灯泡的灯丝电阻,某课外小组设计了如图甲电路图。小灯泡上标有“2.5V,0.25A”,没有找到滑动变阻器而用三个定值电阻代替,开关是旋转式单刀三掷开关。
(1)按图甲的设计在图乙中加画一根导线;
(2)当图乙连线完毕后,将开关旋转至某个接触点时,电表盘面出现了图丙指示,则此时读数为 V;
(3)同学们发现,随着小灯泡两端电压下降,灯丝电阻减小,这是因为 。
小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx,实验室有如下器材供选用:
A.两节干电池 B.开关一个和导线若干 C.电压表(0~3V,0~15V)
D.电流表(0~0.6A,0~3A) E.滑动变阻器(0~10Ω) F.滑动变阻器(0~100Ω)
(1)小华同学完成实验电路设计后,为了操作顺利和方便,除了A、B、C和D外,小华同学还需选用
器材(选填“E“或“F”);
(2)根据设计的实验电路要求,请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线;
(3)如图甲所示,连接好电路。在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑至 端(选填“G”或“H”);
(4)小华在闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数始终为零,而电压表有示数但不发生变化,此时电路中的一处故障是 (选填A、B、C或D);
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路
C.定值电阻Rx断路 D.定值电阻Rx短路
(5)排除故障后,电流表示数为0.40A,电压表示数如乙图所示,则本次实验测得的定值电阻Rx的阻值是 Ω。
伏安法测定值电阻的实验。
(1)请在方框内(图画出实验电路图。
(2)图2是小红连接的电路。实验中某次电压表、电流表示数如图3,电压 ,电流 ,算出 。
(3)小明发现图2的电路接线错了,电压表实际测量的是 两端的电压。
(1)小明按图1连接实物、接通电路,电流表有示数,电压表示数为,当移动滑动变阻器滑片时,电压表示数不变,检查发现只有滑动变阻器接线出错,该错误是 。
(2)按图1在图2中正确连接实物。
(3)正确连接后,小灯泡刚好发光时电压表、电流表的示数如图3所示,完成下表。
小灯泡的实验数据
发光情况 |
刚发光 |
较亮 |
很亮 |
2.00 |
3.00 |
||
0.30 |
0.38 |
||
0.60 |
1.14 |
||
6.67 |
7.89 |
(4)根据表中,归纳小灯泡电阻变化的规律。 。
小明用"伏安法"测量一个定值电阻R x的阻值(约为20Ω左右)。实验器材有:定值电阻R x、电压表(量程0~3V和0~15V)、电流表(量程0~0.6V和0~3A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、学生电源各一个,导线若干。
(1)"伏安法"测电阻的原理是 。
(2)如图a所示是"伏安法"测电阻的实验电路图,图中甲、乙为两个电表,其中甲
为 表;
(3)本实验电源电压选用12V,电压表应选用 量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图b所示的电流表时,应使电流从" "接线柱流入电流表;
(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为6V,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数始终为零,则发生故障的元件是 ;
(5)排除故障后,接通线路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图b所示时,通过电阻R x的电流大小是 A;
(6)经多次测量,小明由实验数据绘制得如图c所示的U﹣I图象,由图象可知:电阻R x= Ω(保留1位小数)
(7)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 (填序号)。
A. |
用刻度尺测量物理课本的长与宽 |
B. |
探究杠杆的平衡条件 |
C. |
测量小灯泡的电功率 |
如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx 。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω。
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用已知量和测量量符号表示)
某校兴趣小组的同学利用图甲所示电路进行两项实验:
第一、探究灯泡灯丝的电阻随电压变化的规律;
第二、测量小灯泡的电功率。
(1)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“A”或“B”)端。
(2)通过灯泡的电流随电压变化的关系如图乙所示,由图可知随着电压的升高,小灯泡灯丝的电阻 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)在测量小灯泡电功率的实验中,当电压表示数为2V时,电流表示数如图丙所示,示数为 A,此时小灯泡的实际功率为 W。
(4)若电源电压为4.5V,调节滑动变阻器,当小灯泡L的功率为1W时,则滑动变阻器的功率是 W。
在“伏安法测电阻”实验中,某小组的实验电路如图1甲所示。
(1)本实验是根据 算出电阻Rx的阻值。
(2)由两节新干电池串联组成的电源两端电压大约是 V。
(3)闭合开关前,应将变阻器滑片放在其最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认,接线完好和两个电表无故障,则发生故障的元件应是 (选填“电源”、“电阻Rx”或“变阻器”)。
(4)排除故障后,经过多次测量得到的实验数据如表所示
数据序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压U/V |
0.75 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
电流I/A |
0.09 |
0.14 |
0.22 |
0.28 |
0.32 |
①为减小实验误差,小明依据多次测量取平均值的做法进行了如下运算
,由此得电阻Rx=7.38Ω.这样的算法是 (选填“合理”或“不合理”)的。
②小芳把表中的数据在坐标系中描点、连线,得到各图乙所示的U﹣I图象。由图可得电阻Rx= Ω。
(5)由于没有电压表,小红设计了如图2甲所示的电路图,其中电阻R0=20Ω,电流表A1、A2为两个完全相同的电流表,连接好电路后,闭合开关,发现两个电流表指针均煸转了相同的角度,如图2乙所示,则通过电阻Rx′的电流是 A.Rx′= Ω。
如图甲所示,是探究小组设计的测量额定电压为“3.8V”小灯泡电阻的部分实验电路。若电源电压为6V,小灯泡的电阻大约是10Ω,探究小组在连接实验电路的过程中发现电压表0~15V量程损坏,只有0~3V的量程可以使用:
(1)若探究小组想测小灯泡正常发光时的电阻,请用笔画线代替导线把电路连接完整。
(2)实验中有两个可供选择的滑动变阻器规格分别为“5Ω1A”“10Ω1A”,为了顺利完成实验,探究小组应选择 的变阻器最为合适。
(3)探究小组在实验的过程中,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,电流表的读数为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数)
(4)探究小组还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系,他们设计的电路图如图丙所示:
①若探究小组闭合开关后,发现电流表无示数,用电压表分别测R1、R2(R1≠R2)两端的电压,电压表并联在R1两端时有示数,并联在R2两端时无示数,则此电路发生故障的原因是 。
②排除故障后,探究小组分别用电压表测出了R1、R2两端的电压,请你判断:通过以上操作,他们能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗? (填“能”或“不能”),你判断的依据是 。
在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)。
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,经过分析,同学们猜想了一些可能的原因,见表。请根据同学们的分析,将表中电压表和电流表的示数情况在空白处补充完整。
(3)故障排除后,同学们移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端电压和对应的电流值,根据这些数据在坐标图上绘制出了I﹣U图象,如图乙所示,分析图象可知,小灯泡正常工作时电阻为 Ω。
(4)从图象还可看出,小灯泡灯丝的电阻随两端电压的变化而跟着变化了,从物理学角度分析,造成这一现象的原因是 。
猜想 |
电压表示数情况 |
电流表示数情况 |
灯泡断路 |
|
示数接近零 |
灯泡短路 |
示数为零 |
有示数 |
小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)闭合开关前,应向 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I﹣U图象如图丙的A所示。
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由 (作出判断并说出理由)
电压/v |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
电流/A |
0.10 |
0.16 |
0.20 |
0.23 |
0.25 |
0.27 |
电阻/Ω |
5.0 |
6.3 |
7.5 |
8.7 |
10.0 |
11.1 |
平均电阻/Ω |
8.1 |
|||||
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 。
(5)“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量 的实验。