小明设计了如右图所示的电路,利用它可完成电学的两个重要实验(小灯泡的额定电压是2.5V,电阻约5Ω,电源电压用二节干电池组成)
(1)利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是:
① ;实验原理是: ;
② ;实验原理是: 。
(2)在完成上两个实验时,为了使测量更准确,你认为电压表的量程用 ;电流表的量程用 。
(3) 实验开始时,变阻器滑片P应放在 处。其目的是 。
(4)实验电路接好后,合上开关时,一些小组的同学发现了电路故障,主要是有下表列的几种情况,请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因:
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故障现象 |
故障原因 |
① |
灯较暗,两表示数较小,移动变阻器滑片,现象不变 |
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② |
灯不亮,电流表有示数,电压表无示数 |
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③ |
电流表指针向左边偏转 |
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④ |
调节变阻器,发现灯变亮时,电流表示数增大,电压表示数减小 |
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(5)小组同学在实验中共得到下表中的ABC三组数据:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
U/N |
2.0 |
2.5 |
2.8 |
I/A |
0.22 |
0.25 |
0.26 |
R/Ω |
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P/W |
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①小施同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗?请说明理由 。
②小电灯的额定功率为________W。
小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只:R1(20Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A).
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是__________.正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是_______________________.
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端
电压变化的关系图象(如图丙),则小灯泡的额定功率为_________W.
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生____________
(选填物态变化名称)而变细,消耗的实际功率变_______的缘故(选填“大、小”).
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,则小明应选用滑动变阻器_______(选填“R1”、“R2”或“R3”).若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所选定值电阻的阻值为_________.
在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。他们所设计的实验电路如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,电流表的量程应选0~ A。
(2)请你用笔画线代替导线,按照电路图将实物电路补充完整。(导线不能交叉)
甲 乙 丙
(3)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(4) 小刚同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图甲所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小丽同学移动滑片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。
下图甲是测量标有“3.8v”字样的小灯泡额定功率的电路图。
(1)连接电路时,开关不能处于_____状态。
(2)当电压表示数为3.8v时,电流表的示数如图乙所示,由此可得,小灯泡的额定功率为______W。
(3)在实验中,小明想到这个电路图基本和探究欧姆定律中电流与电压关系的电路图一样,决定用这些器材继续做探究电流与电压关系的实验,你觉得可以吗?为什么?
(4)小强的电流表损坏了,老师告诉他己经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,小强重新设计了如图2所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。
他正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
1._____________________________________________________________,
2.保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S 和S2,记下电压表的示数为U2 ;
3.计算得出小灯泡的额定功率P="3.8V" ×( U2-3.8V) / R
在“测定小电灯电功率”的实验中,电源电压恒为4.5V,小电灯额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A.
(2)请你用笔画线代替导线,将图a中的实物电路连接完整.
(3)闭合开关前,图a中滑动变阻器的滑片P应位于 (A/B)端.
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图b所示)为 V.若他想测量小电灯的额定功率,应将图a中滑片P向 (A/B)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图c所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小电灯的额定功率是 W.
(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小电灯始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可).
在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选 A。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填 “A”或“B”)端。
(4)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I—U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是____W。
李明同学设计了如图所示电路测量小灯泡的电功率.
(1)根据图示电路(实物图),在方框内画出电路图.
(2)闭合开关前.滑动变阻器的滑片应移至_______(选填“A”或“B”)端.
(3)实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率.若考虑电表的电阻对测量的影响,则电功率的测量结果与真实值相比偏_______(选填“大”或“小”),原因是__________________________.
在测定小灯泡电功率的实验中,选用的屯源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应_________,闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于_________ (选填“A”或“B”)端。
(2)用笔画线代替导线,连接完整如图甲所示的实物电路。
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是_________ (写一种即可)。
(4)排除故障后,闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为______ V;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向_______ (选填“A”或“B”)端移动。
(5)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图丙所示的图象。由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是_______Ω;灯泡的额定功率是_______W。
小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为8 Ω。 除小灯泡外,实验室提供的器材有:电压为6 V的电源,电流表(0~0.6A 0~3A),电压表(0~3V 0~15V),滑动变阻器R1(20Ω 1.5A),滑动变阻器R2(5Ω 1A),开关一个,导线若干。实验前小红经过分析,电流表选用了(0~0.6A)量程。
(1)为保证实验的顺利进行,提高实验的准确性,电压表量程应该选 ,滑动变阻器应该选 。
(2)请按照小红设计的电路图,帮助她用铅笔画线代替导线,把乙图中实物连接图补充完整。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 端(选填“左”或“右”);若连好电路闭合开关瞬间,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针迅速摆过满刻度线,则故障可能是 (写出一种即可)。实验中,由于某种原因,导致电压表的示数变为零,电流表的示数增大,则电路可能出现的故障是 。
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为2.0V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填 “左”或“右”)端移动。
(5)经过多次实验收集数据,画出如图所示的U-I图像,计算出小灯泡的额定功率是_____W 。由图可知,通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,其原因是: 。
小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他找来了额定电流均小于0.6 A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示甲的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整。
(2)若小明连接电路后闭合开关,灯L1很暗几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的 。(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路。
(3)小明排除故障后,按图所示的电路继续进行实验:
闭合开关,滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数 |
电压/V |
电流/A |
实际功率/W |
电阻Ω |
1 |
1.6 |
O.20 |
O.32 |
8.00 |
2 |
2.5 |
O.24 |
O.60 |
1O.42 |
3 |
2.8 |
O.26 |
O.73 |
1O.77 |
(4)小明注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮。灯L1的额定功率是 W。
(5)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变 表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。若该电表的另一个量程已损坏,在不添加任何器材的情况下,请在方框内画出能测量小灯泡L2额定功率的实验电路图。
(6)小明在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。”这种说法错误的原因是他忽略了 对小灯电阻的影响。
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验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”)。
(9分)在“测量小电灯的功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样
(1)连接电流表时应选用 的量程.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
(3)乙同学连完电路并闭合开关后,发现小灯泡不发光且电压表示数为零,电流表示数为O.15A,产生这一现象的原因是 .
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流的示数如乙图所示,请读出电流表的示数,并填入表格中.
(5)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格的设计仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整.
(6)小组同学们分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的 决定的,且 ,灯泡发光越亮.
实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个、开关一个、导线若干。请你选用上述器材,设计一个实验证明“当通过导体的电流保持不变时,导体消耗的电功率与电阻的关系为P =" kR" (k为常量)”。要求:
(1)在虚线框中画出实验电路图;
(2)写出实验步骤;
(3)画出实验数据记录表。
实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,滑动变阻器1
个,已调零的电流表两块,开关两个,导线若干。请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1
与R2并联时,如果R1的阻值保持不变,则电阻R1与R2并联的总功率P跟电阻R2的功率P2关系为:P=P2+
b(b为常量)”。请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表。
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).