利用电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器RP,完成下列电学实验:
(1)探究电流与电阻的关系。
①实验电路图如图甲所示,图乙是它的实物连接图。其中有一条导线连接有误,若闭合开关S,电压表的指针将 (填“向左”、“向右”或“不会”)偏转,请将连接错误的导线画“×”,并用笔画线代替导线画出正确连线;
②改正错误后进行实验,先将滑动变阻器的滑片移到最 端(填“左”或“右),再分别将10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A、B间,正确完成三次实验后,电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示,可知实验中,A、B间控制不变的电压为 V,可得结论:当 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
③为了使实验结论更具有普遍性,又将50Ω的电阻接在A、B间,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数与上次实验相同,为了能够完成实验,应该换用最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
(2)利用图丁所示电路测量未知电阻R0的阻值,所用电源电压仍为6V。
①闭合开关S,断开开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表的示数为0.2A;
②则可以计算出R0的阻值为 Ω。
(3)利用图丁所示的电路测量额定电流为I额的小灯泡额定功率。(R0为已知量)
①将图丁中的开关 (填“S1”或“S2”)和电流表互换位置,并将开关S和该开关闭合,另一个开关断开调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开与电流表互换位置的开关,闭合开关S和另一个开关,读出电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式:P额= 。(用符号或数值表示均可)
同学们在“探究电流与电阻关系”的实验中,所用器材有三节新的干电池,5Ω、10Ω、15Ω的电阻各一个,滑动变阻器R滑、电流表、电压表各一个,开关和导线若干。请完成下列实验:
(1)连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态。
(2)同组的同学连成如图甲所示的电路,刚要闭合开关,发现实物连接有一处错误,请只改动一根导线,使电路连接正确(在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法)。
(3)改正错误连接后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。移动滑片P观察并记录两表的示数,请你在虚线框中设计出记录数据的表格。
(4)同组的小聪同学提出用额定电压U0=2.5V的小灯泡L替换定值电阻,想测量灯泡L的额定功率,可是不慎将电流表掉落地上摔坏了,老师又给他提供一个最大阻值为R0的滑动变阻器,他设计了如图乙所示电路,同样完成了实验。请你将下列实验过程补充完整:
①闭合开关,先调节滑动变阻器 (填“R滑”或“R0”)的滑片到最 (填“左”或“右”)端,再调节另一个滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为 V时为止;
②然后 ,读出此时电压表的示数为U1;
③小灯泡的额定功率表达式P= (用字母表示)。
小明做测“小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)如图甲所示是小明没有连接完整实物电路,请你用笔画线代替导线,帮小明将实物电路连接完整;
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,则原因可能是 。
(3)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处。电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率。应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,为 A,则定值电阻的阻值为 Ω。
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数
将 (选填“变大”或“变小”);为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω。
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)。
小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源,阻值为0~50Ω的滑动变阻器,电流表,电压表,开关,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应 。实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。
(3)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 (填“短路”或“断路”)。
(4)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下。当电压表示数为2.8V时,电流表的示数如图乙所示为 A。
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压
成 比。
电压U/V |
1.0 |
1.4 |
2.0 |
2.4 |
2.8 |
电流I/A |
0.1 |
0.14 |
0.20 |
0.24 |
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验,原因是小灯泡灯丝的电阻是随 的变化而改变的。
(5)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压1.5V不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,需要将滑动变阻器滑片向 (填“A”或“B”)端滑动。
②将15Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 (填“过大”或“过小”)。
(6)完成上述实验后,小玉想测量小灯泡的额定功率(额定电流为0.2A),她经过认真思考,设计了如图丙所示的电路,并计算出小灯泡的额定功率(R的阻值为5Ω,电源电压为4.5V)。
请你帮她补全下面的实验内容:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 A。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片 (填“左移”“右移”或“不动”),读出电流表示数为0.3A。
③小灯泡的额定功率为P额= W。
小红作“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小红设计了图甲所示的电路,她应选用规格为 的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”),该实验中滑动变阻器的主要作用是 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因是 ;若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U﹣I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 。
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。步骤如下:
①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为 A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持 不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= 。
在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,琪琪和航航设计的电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V.琪琪的实验过程如下:
(1)她调节滑动变阻器,发现当电压表的示数为2.5V时,小灯泡不能正常发光,而航航发现了问题,于是继续向 (选填“左”或“右”)端调节滑动变阻器,使电压表的示数为 V时,小灯泡才正常发光。若此时通过小灯泡的电流如图乙所示,电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(2)琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端,重新测量小灯泡正常发光时的电阻,闭合开关她发现电压表的指针 ,原因是 。
(3)她俩重新选择实验器材,不用电压表就测出了I额=0.3A的小灯泡的额定功率,设计的电路图如图丙所示。请你将下列实验步骤补充完整,并计算出小灯泡的额定功率(电源电压恒定且未知,滑动变阻器的最大阻值为30Ω)。
①将滑动变阻器的电阻调到最大,开关S闭合,S1 (选填“闭合”或“断开”),读出电流表的示数为0.2A,则电源电压为 V;
②开关S闭合,S1 (选填“闭合”或“断开”),调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;
③开关S、S1均闭合,滑动变阻器的滑片 ,读出电流表的示数为0.4A;
④小灯泡额定功率P额= W。
小亮利用以下器材:电源(电压恒为6V)、滑动变阻器、开关各一个,电压表、电流表各一只,三个定值电阻R1、R2、R3,大小分别为10Ω、15Ω、20Ω,导线若干,来探究“电流与电阻的关系”。
(1)图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)电路连接正确后,闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表所示。老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因 。改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为 A(如图乙所示)。综合分析数据可得:电压一定时, 。
电压U/V |
4 |
||
电阻R/Ω |
20 |
15 |
10 |
电流I/A |
0.20 |
0.28 |
0.40 |
(3)完成上述实验后,小亮还想测定一个U额=2.5V的小灯泡的额定功率,他发现电流表已坏,于是向老师要了一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,测出了小灯泡的额定功率。请帮他完成实验步骤:
①连接好实验电路, ,移动滑片,使电压表示为 V。
②保持滑片的位置不动, ,读出电压表示数为U。
③小灯泡的额定功率表达式P额= 。(用物理符号表示)
如图所示,电源电压恒定不变,R1的阻值为12Ω,小灯泡L上标有“6V3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3V,那么:
(1)小灯泡L的电阻为多大?
(2)电源电压为多少?
(3)R2阻值为多大?
(4)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大,这个最大的功率等于多少?
现有器材:电源(电压有2、4、6、8、10和12伏六档)、电流表、电压表和电键各两个,滑动变阻器(标有"20欧 2安"字样)、待测小灯泡(标有"2.2伏"字样)和待测电阻 各一个,以及导线若干、小华要做"用电流表、电压表测电阻"实验,小红同时要做"测定小灯泡的电功率"实验,但由于变阻器只有一个,两位同学讨论后,设计实验方案并分配器材,然后使用各自分得的器材进行实验,实验中,小华发现电路中电流表的最小示数为0.2安;小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安
(1)根据小华实验的相关信息
(a)画出小华实验的电路图; (在答题纸的相应位置作图)
(b)电流最小时测得的电阻值 为 欧
(2)根据小红实验的相关信息
(a)计算小灯泡的额定功率
(b)计算说明实验中小红选择的电源电压档位
小明发现家中鱼缸的电源适配器(与手机充电器功能相同)烧坏,供氧系统的气泵不工作了,鱼缸里的鱼存在缺氧危险,经检查发现:电源适配器与家中淘汰的手机充电器在输入电压、输出电压、输出电流等主要规格上完全相同,由此小明设想利用手机充电器和手机电池替换坏掉的电源适配器,构建一个不间断供电系统:当手机充电器不工作时,由手机电池给气泵供电;当手机充电器工作时,手机充电器能够同时给手机电池充电和气泵供电。已知气泵额定功率为 ,手机电池电压为 、容量为 (容量:电池充满电后,通电流与可供电时间的乘积)。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,实现对气泵不间断供电功能。
(2)将导气管末端放入鱼缸,发现随着放入水中深度的增大,导气管放出的气量在减少,说明水的压强具有 的特点。
(3)当只有手机电池对气泵供电时,为了测量气泵的实际功率,小明应该选择电流表的 (选填" "或" " 量程接入电路;电流表正确接入电路后指针如图乙所示,气泵的实际功率为 。
(4)在(3)状态下,气泵能够工作的最长时间为 。
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。
某校物理社团的学生做"测量小灯泡的电功率"和"探究电流与电压关系"的实验,电源两端电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V,设计的电路如图甲所示,操作如下:
(1)按图甲连接电路,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端,闭合开关,记录两电表示数;移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的U﹣I图象,则小灯泡的额定功率为 W.实验中,当电流表示数为I 0(I 0<0.30A)时,小灯泡的电功率为P 1;
(2)断开开关,用定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格中;移动滑片,测出多组数据,记录在表格中。分析表格中的数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。实验中,当电流表示数仍为I 0时,定值电阻的电功率为P 2,则P 1、P 2的大小关系为P 1 P 2;
探究电流与电压关系的实验数据表
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电压U/V |
0.9 |
1.5 |
2.5 |
3.0 |
电流I/A |
0.18 |
0.30 |
0.50 |
0.60 |
(3)若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端,电路的总功率为 W。