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專題01壓軸實(shí)驗(yàn)題測量小燈泡的電功率TOC\o"1-1"\h\u【題型1直接測量小燈泡的電功率】 1【題型2分析電表數(shù)據(jù)、圖表數(shù)據(jù)】 2【題型3排除故障后重新測量】 3【題型4間接法測量—缺少電流表】 4【題型5間接法測量—缺少電壓表】 6【題型6多開關(guān)動(dòng)態(tài)問題】】 8【題型7含I-U等圖像題】】 11【題型8不同電路圖的方案設(shè)計(jì)問題】 17【題型1直接測量小燈泡的電功率】1.小明用圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻和電功率。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物電路連接完整。要求:滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大;(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為2V。要測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻和電功率,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向端移動(dòng)(選填“A”或“B”);(3)燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖丙,該燈泡的電阻為Ω(保留一位小數(shù));該燈泡的額定功率為W。2.興趣實(shí)驗(yàn)小組在做“測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí),選用的實(shí)驗(yàn)器材:標(biāo)有“2.5V”字樣的待測小燈泡、兩節(jié)新干電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)及若干導(dǎo)線。(1)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示,根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路時(shí)開關(guān)應(yīng)。閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至(選填“a”或“b”)端;(2)連接好實(shí)物電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電壓表始終無示數(shù),電流表有示數(shù)且移動(dòng)滑片P其示數(shù)發(fā)生變化。經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障可能是小燈泡;(3)排除故障后,移動(dòng)滑片P,電壓表示數(shù)如圖乙所示,為V。為了完成實(shí)驗(yàn),此時(shí)應(yīng)將滑片P向(選填“左”或“右”)移動(dòng),直到電壓表示數(shù)為V,此時(shí)電流表示數(shù)為0.3A,則所測小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為Ω(結(jié)果保留一位小數(shù));(4)本次實(shí)驗(yàn)還能測出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定功率為W?!绢}型2分析電表數(shù)據(jù)、圖表數(shù)據(jù)】3.用圖1所示電路測量小燈泡的電阻和電功率,電源電壓為4.5V,小燈泡L的額定電壓為2.5V?;瑒?dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω1.5A”。
序號(hào)U/VI/AR/Ω11.00.185.5621.50.226.8232.00.258.0043.0(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至(選填“a”或“b”)端;(2)正確連接電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行多次測量,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表所示。第4次測量時(shí),電流表示數(shù)如圖2所示,此時(shí)小燈泡的電阻為Ω,電功率為W;(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判斷,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻可能為(選填“①”“②”或“③”)。①7.60Ω②8.93Ω③10.60Ω4.學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批“2.5V0.75W”的小燈泡,小明想通過實(shí)驗(yàn)探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格,連接的部分實(shí)物電路如圖1所示。(1)用筆畫線替代導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整,要求滑片向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變暗;(2)小明正確連接電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片進(jìn)行多次測量,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。第2次測量時(shí),電流表示數(shù)如圖2所示,此時(shí)燈泡的電阻是Ω;(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),當(dāng)小燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí),小燈泡的電功率為W;(4)假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的,則實(shí)驗(yàn)所用小燈泡鎢絲的長度(選填“大于”“小于”或“等于”)合格產(chǎn)品小燈泡鎢絲的長度。實(shí)驗(yàn)次序電壓U/V電流I/A電功率P/W120.3422.5330.44【題型3排除故障后重新測量】5.在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,小利選用的小燈泡L的額定電壓為2.5V。(1)小利設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,連接好電路后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向左偏轉(zhuǎn),如圖乙所示,其原因是;(2)排除故障后,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P到某一位置時(shí),電壓表示數(shù)如圖丙所示,為V,要測量小燈泡L的額定功率,滑片P應(yīng)向(選填“左”或“右”)移動(dòng),使燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為0.24A,則小燈泡L的額定功率為W;(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小利認(rèn)為沒有電流表也能測出小燈泡的額定功率。于是他找來了另一個(gè)電源(電壓恒為8V)、另一個(gè)額定電壓為6V的小燈泡L1和一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻等器材,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路,并完成了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程如下:①斷開開關(guān),閉合開關(guān)S、,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P,使小燈泡正常發(fā)光;②斷開開關(guān),閉合開關(guān)S、,保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為1.6V;③小燈泡的額定功率為W?!绢}型4間接法測量—缺少電流表】6.小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材“探究電流與電阻關(guān)系”。(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;(2)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將(選填“大于”“小于”或“等于”)4V,此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片在原來基礎(chǔ)上向(選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,記錄電流表的示數(shù);(3)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是(寫出一條即可);(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又利用原實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為V時(shí),小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V;③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V;④小燈泡的額定功率P額=W。7.在“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)選用的器材如下:兩節(jié)干電池、額定電壓為2.5V的小燈泡(額定功率約1.2W)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)物電路連接完整,要求:①導(dǎo)線不能交叉,②當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),小燈泡變亮。()(2)他連接好電路,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),電壓表的示數(shù)接近電源電壓,則故障的原因可能是小燈泡(選填“短路”或“斷路”)。(3)故障排除后,他閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,則測得小燈泡的額定功率為W。(4)該同學(xué)仔細(xì)思考后發(fā)現(xiàn),若不用電流表,而用已知阻值的定值電阻R0、三只開關(guān)、電壓表、電源和滑動(dòng)變阻器等器材也能測出小燈泡的額定功率。他設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表的示數(shù)為U額,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關(guān)S、S2,斷開開關(guān)S1,保持滑片P的位置不變,記錄電壓表此時(shí)的示數(shù)U;③小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=(用含R0、U額、U的式子表示)。8.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有:電壓表、電流表、額定電壓為2.5V的小燈泡,開關(guān)、電壓為6V的電源和滑動(dòng)變阻器等。
(1)請(qǐng)根據(jù)要求用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖(圖1)連接完整(要求:向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電流表示數(shù)變??;導(dǎo)線不交叉);(2)“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)原理是;(3)連接電路時(shí)開關(guān)要,連接電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片移至最端(選填“左”或“右”);(4)閉合開關(guān)后,小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)。經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障可能是小燈泡發(fā)生了(選填“短路”或“斷路”);(5)排除故障后,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí),對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)如圖2所示,則燈泡的額定電流為。則小燈泡的額定電功率是W;接著將滑片右移,電壓表示數(shù)將;(6)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,想測量一個(gè)額定電壓為U0的小燈泡的額定功率,在連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表的接線柱松動(dòng)無法使用,于是他找到了一個(gè)最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器R2,利用原有的滑動(dòng)變阻器R1、電壓表等設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路,測出了小燈泡的額定功率。請(qǐng)你幫助他完善測量過程;(考慮小燈泡電阻會(huì)隨通過溫度的變化而變化):①電路連好后,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P移到左端,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片使電壓表示數(shù)為U0;②保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不變,滑動(dòng)變阻器R2的滑片(補(bǔ)充變阻器R2滑片的調(diào)節(jié)情況),讀出電壓表的示數(shù)U;③小燈泡的額定功率P額=。(用U0、U、R0表示)【題型5間接法測量—缺少電壓表】9.在“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5V。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物電路連接完整,要求:滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變大,連線不得交叉;(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為W;(3)利用上述器材,在不改變電路的情況下,小華認(rèn)為還可以繼續(xù)探究電流與電壓的關(guān)系,他的想法是的(選填“正確”或“錯(cuò)誤”);(4)小強(qiáng)也想測燈泡的額定功率,老師給他一個(gè)額定電流為0.3A的小燈泡和一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻R0,電源電壓未知。小強(qiáng)設(shè)計(jì)的電路圖如圖丙所示,請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。①閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為A;②保持滑片P的位置不變,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)為0.2A;將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端,電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓為V;③小燈泡的額定功率:P額=W。10.小明和同學(xué)們?cè)凇皽y量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,選擇了額定電壓為2.5V的小燈泡,電源電壓保持6V不變,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“30Ω,1A”,連接電路如圖甲所示。(1)圖甲是小明同學(xué)連接的部分實(shí)物圖,為了使滑片右移時(shí)燈的亮度變亮,請(qǐng)你幫小明連接好電路;(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則電路中存在的故障可能是;(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)小燈泡的功率為W;(4)同組的小楊同學(xué)在測該小燈泡的額定功率時(shí),電壓表損壞,小楊利用身邊的器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路。其中電源電壓恒為U,R的電阻值已知:①只閉合開關(guān)S和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為(用U額、R、I表示);②只閉合開關(guān)S和S1并保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,記錄電流表的示數(shù)為I;③小燈泡額定功率表達(dá)式為:P額=(用U額、R、I表示)。11.小濱同學(xué)使用電源,四個(gè)定值電阻(阻值分別為)、電壓表、電流表、標(biāo)有“”的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等器材探究“電流和電阻的關(guān)系”。(1)小濱連接如圖甲所示電路,檢查電路發(fā)現(xiàn)有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)趫D甲中錯(cuò)誤導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;()(2)改正電路,閉合開關(guān)前將滑動(dòng)變阻器滑片滑至最(填“左”或“右”)端.閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),可能是定值電阻發(fā)生(填“斷路”或“短路”);(3)排除故障后,當(dāng)接入定值電阻時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某位置,電流表的示數(shù)如圖乙所示為A.依次更換定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)接入電阻時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持V不變;(4)通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:在電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成;(5)小濱還利用已知阻值的定值電阻和電流表設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,測量出了小燈泡L(額定電壓為)的額定功率。①閉合開關(guān)S和,斷開,移動(dòng)變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為;②閉合開關(guān)S和,斷開,保持變阻器滑片的位置不動(dòng),讀出電流表的示數(shù)I;③小燈泡的額定功率。(均用物理量符號(hào)表示)【題型6多開關(guān)動(dòng)態(tài)問題】12.小明在做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,器材齊全、完好,電源電壓為,待測小燈泡標(biāo)有“”字樣,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“,1A”字樣。(1)他按圖甲連接電路,閉合開關(guān)S后,無論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)較小且均不發(fā)生變化,則其可能原因是;(2)經(jīng)過思考,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)操作中的不當(dāng)之處,重新正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他移動(dòng)變阻器的滑片,小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑片的位置恰好在變阻器中點(diǎn)上,則小燈泡的額定功率為W;(3)小明在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測量。其測量目的是;A.求出燈泡在不同電壓下功率的平均值,這樣可以減小誤差B.找出燈泡的亮度與燈泡實(shí)際功率之間的關(guān)系(4)小明又設(shè)計(jì)了圖乙所示的電路,只用電壓表測量額定電壓為小燈泡的額定功率。已知本次滑動(dòng)變阻器R最大阻值為,電源電恒定。其測量過程如下:①閉合開關(guān)、,斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到右端,電壓表示數(shù)為;②閉合開關(guān)、,斷開,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為V,小燈泡正常發(fā)光;③閉合開關(guān)、,斷開,保持②步滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,此時(shí)電壓表示數(shù)為3V;④小燈泡的額定功率=W。13.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有額定電壓為2.5V的小燈泡(正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω)、電壓恒為6V的電源、電流表、電壓表、開關(guān)和若干導(dǎo)線,最大阻值分別為10Ω和50Ω的滑動(dòng)變阻器。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示,圖中a為表;(2)根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖乙的實(shí)物電路連接完整,連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)該(選填“閉合”或“斷開”);(3)連接好電路,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至最(選填“左”或“右”)端,再閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表和電壓表均無示數(shù),則電路可能的原因是(填寫選項(xiàng)中的字母);A.小燈泡短路B.小燈泡斷路C.滑動(dòng)變阻器短路D.滑動(dòng)變阻器斷路(4)排除故障后正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn),依次正確讀取三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并記錄在表中。請(qǐng)你補(bǔ)充表格①、②位置內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)次數(shù)小燈泡兩端電壓U/V通過燈絲電流I/A①小燈泡的亮度12.00.2622.50.30②33.00.32(5)完成實(shí)驗(yàn)后,小昊挑戰(zhàn)不用電流表也可以測量燈泡的額定功率。他用兩個(gè)開關(guān),一個(gè)“2V1W”的小燈泡L2、電壓為6V的電源等實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖丙的電路,也測出了額定電流為0.5A的小燈泡L1的額定功率。請(qǐng)你幫她將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整:①閉合開關(guān)S1、S2,斷開S3,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2V;②接著閉合開關(guān)S1、S3,斷開S2,保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng),記錄電壓表的示數(shù)為U;③小燈泡L1的額定功率表達(dá)式為:P額=。14.在“探究小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的電功率是否相同”的實(shí)驗(yàn)中,提供了如下器材:電源電壓恒為8V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω
2A”,小燈泡的額定電壓U額=2.5V,額定功率小于1.2W,三個(gè)阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。
(1)為使小燈泡兩端電壓有較大的調(diào)節(jié)范圍,小蠻設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖乙當(dāng)中實(shí)物電路的連接;()(2)正確連接好實(shí)物電路后,進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),電流表示數(shù)如圖丙所示,小燈泡的額定功率為W。根據(jù)表格中數(shù)據(jù)還可判斷出,小蠻在實(shí)驗(yàn)中選用的是R0=Ω的定值電阻;實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電壓/V1.01.52.02.53.0電流/A0.240.320.380.44電功率/W(3)完成實(shí)驗(yàn)后,愛動(dòng)腦筋的小蠻又想出了一種測量小燈泡額定功率的方法,設(shè)計(jì)了圖丁的電路圖,所用電壓表量程為“0~15V”,請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為V;②保持滑片不動(dòng),再將開關(guān)S1撥至“2”,讀出電壓表示數(shù)為U0;③小燈泡的額定功率P=。(結(jié)果用字母U額、U0、R0表示)15.實(shí)驗(yàn)小組在“用電流表和電壓表測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材:兩節(jié)新干電池、額定電壓為2.5V的待測小燈泡(正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為10Ω)、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和若干導(dǎo)線。(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖甲所示的電路連接完整;連接電路的過程中開關(guān)必須;
(2)連接好電路,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最(選填“左”或“右”)端;(3)然后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且接近3V,則電路故障可能是小燈泡;(4)排除故障后,移動(dòng)滑片至電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí),觀察電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定電流為A,額定功率為W;小燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻為Ω(結(jié)果保留一位小數(shù));(5)若將小燈泡換成阻值為5Ω的定值電阻,利用本實(shí)驗(yàn)器材還能完成的實(shí)驗(yàn)是(選填序號(hào));A.探究電流與電阻的關(guān)系B.探究電流與電壓的關(guān)系(6)另一小組設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖丙所示的電路,測出了額定電壓為的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率,其中電源電壓恒定為U,R0是阻值已知的定值電阻,正確操作步驟如下:①閉合開關(guān)S和S2,斷開開關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片使小燈泡正常發(fā)光;②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),閉合開關(guān)S和S1,斷開開關(guān)S2,讀出電流表示數(shù)為I;③小燈泡的額定功率表達(dá)式:(用U、、R0和I表示)。16.小倩同學(xué)現(xiàn)有一個(gè)標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡,她想知道小燈泡的額定功率,于是連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路(不完整),電源電壓恒為6V。(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖甲中實(shí)物電路的連接;(連線時(shí)導(dǎo)線不能交叉)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),移動(dòng)滑片P到某處,電壓表示數(shù)為2.5V。要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向A端移動(dòng)。當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是W;(3)在實(shí)驗(yàn)操作中,發(fā)現(xiàn)電流表損壞不能使用。小倩利用阻值已知的定值電阻R0,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,測量額定電壓為U額的另一小燈泡的額定功率。操作如下:①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)為U額;②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1。讀出電壓表示數(shù)為U;③小燈泡的額定功率P額=(用U、U額和R0表示);(4)如果沒有電壓表,用如圖丁所示電路也可測額定電壓為U額的小燈泡額定功率。其中,定值電阻的阻值為R0,先斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表的示數(shù)為(用題中已知和測量的物理量符號(hào)表示);再保持變阻器滑片的位置不變,只斷開開關(guān)S1、閉合其它開關(guān),讀出電流表示數(shù)為I,燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=?!绢}型7含I-U等圖像題】17.在“測量小燈泡電功率"的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為6V且保持不變,小燈泡額定電壓為3.8V。(燈泡電阻約為10Ω左右)
(1)小菏在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)還有導(dǎo)線未接上,如圖甲所示,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲中的電路連接完整;(2)電路連接完成后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表示數(shù)很大但電流表無示數(shù),可能故障是;(3)排除故障后小菏移動(dòng)滑片,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的小燈泡中的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系如圖乙所示,測出了小燈泡的額定功率,分析圖乙可得燈泡的額定功率約為W(保留整數(shù)即可);(4)小菏想用此電路研究電流與電壓的關(guān)系,你認(rèn)為可以嗎?,理由:;(5)同組的小澤發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)無法準(zhǔn)確調(diào)到3.8V,于是她改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)電路如圖丙所示,實(shí)檢中她應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為時(shí),小燈泡就正常發(fā)光,此時(shí)讀出電流表示數(shù)也能測出小燈泡的額定功率。18.用一串小彩燈扮靚教室,發(fā)現(xiàn)一個(gè)小彩燈熄,其他小彩燈依然發(fā)光,小麗猜想小彩燈并聯(lián);取下這個(gè)小彩燈,整串彩燈都會(huì)熄滅,小麗認(rèn)為每個(gè)小彩燈應(yīng)該是串聯(lián)的。她決定將小彩燈接入圖1所示的電路,測其電阻,探尋奧秘。已知電源電壓為6V,小彩燈的額定電壓為2.5V。(1)小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖,通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為(三個(gè)規(guī)格分別為A:“5Ω;1A”,B:“20Ω;0.5A”,C:“1kΩ;1A”)的滑動(dòng)變阻器。(2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲中將實(shí)物電路連接完整,要求閉合開關(guān)后,滑片向右移,燈泡變亮;(3)小明在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)燈泡很暗,電流表和電壓表示數(shù)均很小,無論怎樣移動(dòng)滑片,電表的示數(shù)幾乎不變,你認(rèn)為出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是(選填字母);A.滑動(dòng)變阻器同時(shí)接入了下方的兩個(gè)接線柱B.燈泡的電阻太小C.滑動(dòng)變阻器的最大阻值太?。?)排除故障后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示,接下來他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向移動(dòng),同時(shí)眼睛注意觀察(選填“電流表”“電壓表”或“燈泡”),直到燈泡正常發(fā)光;(5)經(jīng)過多次測量,小明繪制了小燈泡的I-U圖像,如圖丙所示,則該小燈泡的額定功率為W;(6)接入燈絲斷裂的小彩燈,當(dāng)電壓表示數(shù)為0.4V時(shí),電流表示數(shù)為0.5A,可知小彩燈燈絲斷裂后接入電路的電阻為Ω;(7)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,燈絲斷裂后,小彩燈并未斷路,而是相當(dāng)于一段導(dǎo)線,起到連接電路的作用,可使其他小彩燈繼續(xù)工作,但其余小彩燈實(shí)際功率會(huì)。(8)若該實(shí)驗(yàn)中電壓表標(biāo)有3V的接線柱損壞了無法使用,于是他向老師請(qǐng)教,老師告訴他用該電壓表仍能測量該燈泡的額定功率,你認(rèn)為老師的方案可能是(選填字母);A.只將電源電壓減小B.只更換一個(gè)其他規(guī)格的滑動(dòng)變阻器C.將該電壓表并聯(lián)到滑動(dòng)變阻器的兩端(9)小明還想用該燈泡和電壓表測量一個(gè)未知電阻R2的阻值,于是他設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路圖,操作步驟如下:①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V,燈泡正常發(fā)光;②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng),閉合S、S2,斷開S1,電壓表示數(shù)為4.5V;則R2=Ω。19.小致利用實(shí)驗(yàn)室以下器材:新干電池若干節(jié)、一個(gè)標(biāo)有“0.3A”字樣的小燈泡、一個(gè)額定電壓是U0的小燈泡,四個(gè)定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、標(biāo)有“20Ω1A”字樣的滑動(dòng)變阻器R1、最大阻值未知的滑動(dòng)變阻器R2、電流表、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線若干,完成了下列電學(xué)實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖甲是小致設(shè)計(jì)的電路,還有兩根導(dǎo)線沒有接上,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整;(2)他正確連接電路后,利用這個(gè)電路測出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的I-R圖象如圖乙中A曲線所示,依據(jù)此圖象不能得出正確結(jié)論。請(qǐng)分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是;(3)實(shí)驗(yàn)中保持電壓表的示數(shù)為3V不變,為保證四個(gè)定值電阻單獨(dú)接入電路都能完成實(shí)驗(yàn),電源電壓的最大值是V;(4)小致發(fā)現(xiàn)電流表不小心被燒壞,他利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路來測量額定電壓是U0的小燈泡的額定功率,以下是他的實(shí)驗(yàn)過程,請(qǐng)幫他補(bǔ)充完整。①正確連接電路,閉合開關(guān)S和S1。將滑動(dòng)變阻器R1的滑片調(diào)到阻值最大處,移動(dòng)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片直至電壓表的示數(shù)為U0,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光;②只閉合開關(guān)S和S2,保持滑動(dòng)變阻器R1和R2的滑片位置不動(dòng),讀出電壓表的示數(shù)為U′;③小燈泡的額定功率P=(用字母表示,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值用R1表示)。20.課后服務(wù)社團(tuán)活動(dòng)中,“創(chuàng)新”興趣小組在“測定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中先用如圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中電源電壓為6V,小燈泡額定電壓為2.5V(正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω)。(1)請(qǐng)將電路連接完整(要求滑動(dòng)變阻器滑片左移時(shí),燈泡變亮)。(2)為能順利完成該實(shí)驗(yàn),下列不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_________(選填字母)。A.“10Ω0.5A”的滑動(dòng)變阻器B.“20Ω2A”的滑動(dòng)變阻器C.“5Ω1A”的滑動(dòng)變阻器(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無示數(shù),小燈泡不亮。那么出現(xiàn)該故障的原因是。(4)故障排除后重新連接電路,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向端移動(dòng)(選填“左”或“右”)。(5)通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為W。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路來測量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為18V,定值電阻R的阻值為20Ω。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′的滑片,使小燈泡正常發(fā)光;②保持滑片位置不動(dòng),開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V;③再將,此時(shí)電壓表的示數(shù)為14V;④小燈泡的額定功率P額=W。21.小王同學(xué)按照?qǐng)D甲所示的電路圖進(jìn)行了“測量小燈泡在不同電壓下的電功率”的實(shí)驗(yàn)。已知小燈泡的額定電壓為2.5V、電源電壓恒為4.5V、滑動(dòng)變阻器R“20Ω1A”、電流表、電壓表等。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實(shí)物連接成完整電路(導(dǎo)線不能交叉);(2)電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,而電流表無示數(shù),電壓表指針偏轉(zhuǎn)到最右端,則故障可能是小燈泡(選填“短路”或“斷路”);(3)排除故障后小王繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,電壓表示數(shù)為2.2V,在甲電路圖中,若要燈泡正常發(fā)光,則應(yīng)向(選填“A”或“B”)端移動(dòng)滑片;若小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流為0.4A,則小燈泡額定電功率為W;(4)在圖丙中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的通過小燈泡的電流與其兩端電壓關(guān)系的圖像正確的是(選填“①”“②”或“③”);(5)某實(shí)驗(yàn)小組由于電壓表被損壞,又想出一種測量小燈泡額定功率的方法,電路設(shè)計(jì)如圖丁所示,其中R?為阻值已知的定值電阻,請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整;①檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電流表示數(shù)為I1時(shí),小燈泡正常發(fā)光;②滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng),,讀出電流表的示數(shù)為I2;③小燈泡的額定功率Pe=(用表示)。22.小夏做測“小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí),所用器材有3節(jié)串聯(lián)的干電池,額定電壓為2.5V的小燈泡,以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。(1)如圖甲所示,是小夏沒有連接完的電路,經(jīng)分析可知,應(yīng)將電流表的(選填“0.6”或“3”)接線柱連入電路;(2)小夏連接電路時(shí),剛接好最后一根導(dǎo)線,就發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光了,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是連接電路時(shí);(3)小夏通過移動(dòng)滑片P,分別記下了多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成了如圖乙所示U—I圖像,根據(jù)圖像提供的信息,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W;(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小夏僅將小燈泡換成定值電阻,來探究電流與電阻的關(guān)系,小明想要完成四組實(shí)驗(yàn),準(zhǔn)備好的定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。①將5Ω的定值電阻連入電路,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示為A,則電壓表的示數(shù)為V;②斷開開關(guān),將定值電阻換成阻值為10Ω的電阻,閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向(選填“左”或“右”)移動(dòng),保持定值電阻兩端的不變。為完成此四組實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最大電阻應(yīng)不小于Ω;(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后,另一組的小冬向老師要了一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān),借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路,也測出了小燈泡的額定功率。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點(diǎn),移動(dòng)滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V;②再將S2撥到觸點(diǎn),保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng),讀出電壓表的示數(shù)U;③小燈泡額定功率的表達(dá)式為(用已知量和測量的量表示)。23.如圖所示,在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路連接完整。要求:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),連入電路的電阻變大;連線不得交叉;(2)小宇同學(xué)閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí),電壓表如圖乙所示,示數(shù)為V,若他想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P向端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為V;(3)小宇繼續(xù)移動(dòng)滑片P,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的I-U關(guān)系圖像,根據(jù)圖像信息,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W,還可以得出:小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而,正常發(fā)光時(shí)燈泡的電阻Ω。(4)若沒有電流表,小莉想利用一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱測量小燈泡的額定功率。她選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材,并按照?qǐng)D丙所示的電路圖連接好實(shí)物。以下是她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)將它補(bǔ)充完整:①只閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V;②下一步操作是:,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),讀出電阻箱連入電路的阻值R0;③利用上述測量出的物理量及已知量,寫出小燈泡額定功率的表達(dá)式是:P=?!绢}型8不同電路圖的方案設(shè)計(jì)問題】24.“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn),老師準(zhǔn)備了如下器材:電源電壓恒為3V、開關(guān)、電壓表和電流表各一只、額定電壓為2.5V的待測小燈泡電阻約為10Ω、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干,小明連接了如圖甲所示的電路:(1)圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;(2)排除故障后,移動(dòng)滑片P到某位置,電壓表示數(shù)如圖乙所示,若要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片P向(選填“左”“右”)移動(dòng);(3)移動(dòng)滑片P,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成如圖丙所示的I-U圖像,根據(jù)圖像信息可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W,燈泡正常工作的電阻是Ω;觀察如圖所示的I-U圖像不是直線的原因是;(4)同組的小鵬同學(xué)思考能不能只用一只電表測出小燈泡的電功率,于是他設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路圖,圖中的電源電壓U保持不變,小燈泡的額定電壓為U?,且U>U?,其中定值電阻的阻值為R,在不改變電路連接的情況下,能測出小燈泡額定功率的是。(填選項(xiàng))A、
B、
C、
D、25.小明利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”,可供選擇的器材有:電源(兩節(jié)新干電池),電流表、電壓表、開關(guān),阻值分別為5Ω、10Ω、60Ω的定值電阻各一個(gè),“10Ω1A”“20Ω1.5A”“30Ω2A”三種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器,導(dǎo)線若干。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物圖連接完整。()(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),原因可能是。(3)故障排除后,小明首先“探究電流與電阻關(guān)系”,他把5Ω的電阻接入電路,移動(dòng)變阻器滑片P,使電壓表示數(shù)為2V,讀出電流表示數(shù)后,斷開開關(guān),將5Ω電阻替換為10Ω的電阻繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),接下來他應(yīng)將變阻器滑片P向端(選填“左”或“右”)移動(dòng);本次實(shí)驗(yàn)中所選滑動(dòng)變阻器的規(guī)格。(4)小華在原有器材的基礎(chǔ)上,增加了定值電阻R0、電阻箱R()和一個(gè)單刀雙擲開關(guān),設(shè)計(jì)了幾種單表測量額定電壓為2.5V小燈泡額定功率的電路圖,如圖丙所示,其中符合要求的有。A.B.C.D.26.小明要測定標(biāo)有“”小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,選擇一些器材,兩節(jié)新干電池、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干,連接了如圖甲所示電路:(1)小明發(fā)現(xiàn)同組的小虎所選的器材不能完成此實(shí)驗(yàn),其原因是;(2)小明還發(fā)現(xiàn)電路連接也有錯(cuò)誤,請(qǐng)你在接錯(cuò)的那根導(dǎo)線上打“×”,并另畫一根導(dǎo)線,使電路連接正確;(3)更改后小明還測量了小燈泡在不同電壓下的電流,并根據(jù)所測得數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的圖像,如圖乙所示,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W,由圖像可知電流與電壓并不成正比,原因是;(4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明又設(shè)計(jì)了如圖丙的電路,只用電壓表來測量額定電壓為的小燈泡的額定功率。已知滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為,電源電壓恒定,其測量過程如下:①閉合開關(guān)S、,斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最上端,電壓表示數(shù)為;②(填三個(gè)開關(guān)閉合與斷開情況),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為V,這時(shí)小燈泡正常發(fā)光;③保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,閉合開關(guān)S、,斷開,電壓表示數(shù)為;④小燈泡的額定功率W。(5)如圖是設(shè)計(jì)測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的四種電路,是已知的定值電阻,電源電壓恒定且未知,若干開關(guān)及移動(dòng)滑動(dòng)變阻器。其中能測出小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的是。A.B.C.D.
專題01壓軸實(shí)驗(yàn)題測量小燈泡的電功率TOC\o"1-1"\h\u【題型1直接測量小燈泡的電功率】 1【題型2分析電表數(shù)據(jù)、圖表數(shù)據(jù)】 3【題型3排除故障后重新測量】 5【題型4間接法測量—缺少電流表】 7【題型5間接法測量—缺少電壓表】 12【題型6多開關(guān)動(dòng)態(tài)問題】】 17【題型7含I-U等圖像題】】 27【題型8不同電路圖的方案設(shè)計(jì)問題】 39【題型1直接測量小燈泡的電功率】1.小明用圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻和電功率。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物電路連接完整。要求:滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大;(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為2V。要測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻和電功率,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向端移動(dòng)(選填“A”或“B”);(3)燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖丙,該燈泡的電阻為Ω(保留一位小數(shù));該燈泡的額定功率為W?!敬鸢浮緽8.30.75【詳解】(1)[1]由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測電路中電流,電壓表測燈泡兩端電壓,已知燈泡額定電壓為2.5V,則電壓表接入電路的量程為小量程,電壓表與燈泡并聯(lián),要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變大,故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱與電流表正接線柱相連,且電流表接入電路的量程為小量程,如圖所示:(2)[2]實(shí)驗(yàn)時(shí),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為2V,已知小燈泡的額定電壓為2.5V,根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知,需要減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng),同時(shí)觀察電壓表,直至示數(shù)為2.5V。(3)[3][4]由圖丙可知,電流表接入電路的是小量程,分度值為0.02A,則電流表的示數(shù)為0.3A,燈泡的額定電壓為2.5V,則燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為燈泡的額定功率為2.興趣實(shí)驗(yàn)小組在做“測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí),選用的實(shí)驗(yàn)器材:標(biāo)有“2.5V”字樣的待測小燈泡、兩節(jié)新干電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)及若干導(dǎo)線。(1)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示,根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路時(shí)開關(guān)應(yīng)。閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至(選填“a”或“b”)端;(2)連接好實(shí)物電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電壓表始終無示數(shù),電流表有示數(shù)且移動(dòng)滑片P其示數(shù)發(fā)生變化。經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障可能是小燈泡;(3)排除故障后,移動(dòng)滑片P,電壓表示數(shù)如圖乙所示,為V。為了完成實(shí)驗(yàn),此時(shí)應(yīng)將滑片P向(選填“左”或“右”)移動(dòng),直到電壓表示數(shù)為V,此時(shí)電流表示數(shù)為0.3A,則所測小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為Ω(結(jié)果保留一位小數(shù));(4)本次實(shí)驗(yàn)還能測出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定功率為W?!敬鸢浮繑嚅_b短路1.5左2.58.30.75【詳解】(1)[1][2]連接實(shí)物電路時(shí),為了保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的阻止應(yīng)處在最大值,滑片P應(yīng)調(diào)至b端。(2)[3]閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),且移動(dòng)滑片P其示數(shù)發(fā)生變化,說明電路為通路;小燈泡不發(fā)光,電壓表始終無示數(shù),可能是電壓表或小燈泡短路,經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障可能是小燈泡短路。(3)[4]如圖乙,電壓表接入小量程,分度值為0.1V,讀數(shù)為1.5V。[5][6]小燈泡的額定電壓為2.5V,要測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,應(yīng)增大燈泡兩端的電壓,減小滑動(dòng)變阻器的電壓,因此應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的電阻,即此時(shí)應(yīng)將滑片P向左移動(dòng),直到電壓表示數(shù)為2.5V。[7]所測小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為(4)[8]實(shí)驗(yàn)測出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定功率為【題型2分析電表數(shù)據(jù)、圖表數(shù)據(jù)】3.用圖1所示電路測量小燈泡的電阻和電功率,電源電壓為4.5V,小燈泡L的額定電壓為2.5V?;瑒?dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω1.5A”。
序號(hào)U/VI/AR/Ω11.00.185.5621.50.226.8232.00.258.0043.0(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至(選填“a”或“b”)端;(2)正確連接電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行多次測量,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表所示。第4次測量時(shí),電流表示數(shù)如圖2所示,此時(shí)小燈泡的電阻為Ω,電功率為W;(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判斷,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻可能為(選填“①”“②”或“③”)。①7.60Ω②8.93Ω③10.60Ω【答案】b100.9②【詳解】(1)[1]為保護(hù)電路,連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處,則應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端。(2)[2][3]第4次測量時(shí),電流表示數(shù)如圖2所示,從圖2可以看到,電流表的量程為0.6A,分度值為0.02A,指針指在刻度盤的中間,電流示數(shù)為0.3A。再從表格中得知,電壓表的示數(shù)為3.0V,即小燈泡的電壓為3.0V,根據(jù)歐姆定律的變換式可知,此時(shí)小燈泡的電阻為根據(jù)電功率的公式可知,此時(shí)小燈泡的電功率為(3)[4]第4次測量時(shí),小燈泡的電阻為10Ω。從表中的數(shù)據(jù)可以看到,隨著燈泡電壓的增大,燈泡實(shí)際功率增大,燈絲溫度升高,燈絲的電阻值在增大。小燈泡正常發(fā)光時(shí),其電壓為2.5V,這電壓值在第3次實(shí)驗(yàn)與第4實(shí)驗(yàn)之間,那么電阻值也應(yīng)該在第3次實(shí)驗(yàn)與第4實(shí)驗(yàn)之間。第3次實(shí)驗(yàn)是8Ω,第4實(shí)驗(yàn)是10Ω,則這電阻值在8Ω與10Ω之間。故選②。4.學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批“2.5V0.75W”的小燈泡,小明想通過實(shí)驗(yàn)探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格,連接的部分實(shí)物電路如圖1所示。(1)用筆畫線替代導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整,要求滑片向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變暗;(2)小明正確連接電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片進(jìn)行多次測量,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。第2次測量時(shí),電流表示數(shù)如圖2所示,此時(shí)燈泡的電阻是Ω;(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),當(dāng)小燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí),小燈泡的電功率為W;(4)假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的,則實(shí)驗(yàn)所用小燈泡鎢絲的長度(選填“大于”“小于”或“等于”)合格產(chǎn)品小燈泡鎢絲的長度。實(shí)驗(yàn)次序電壓U/V電流I/A電功率P/W120.3422.5330.44【答案】6.251小于【詳解】(1)[1]電源為兩節(jié)干電池,電壓表使用0~3V量程;小燈變暗,說明電路中電流減小,電路總電阻變大。要使滑片向右移動(dòng)變阻器連入電路阻值變大,應(yīng)使用電阻絲左端接線柱將變阻器連入電路。電路如圖(2)[2]電流表使用0~0.6A量程,分度值為0.02A,此時(shí)示數(shù)為0.4A,此時(shí)小燈電阻為(3)[3]小燈的實(shí)際額定功率為(4)[4]小燈規(guī)定的額定電流為實(shí)際額定電流大于規(guī)定的額定電流,說明小燈的實(shí)際電阻小于規(guī)定的電阻。在長度和材料不變的情況下,說明燈絲實(shí)際長度小于規(guī)定長度?!绢}型3排除故障后重新測量】5.在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,小利選用的小燈泡L的額定電壓為2.5V。(1)小利設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,連接好電路后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向左偏轉(zhuǎn),如圖乙所示,其原因是;(2)排除故障后,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P到某一位置時(shí),電壓表示數(shù)如圖丙所示,為V,要測量小燈泡L的額定功率,滑片P應(yīng)向(選填“左”或“右”)移動(dòng),使燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為0.24A,則小燈泡L的額定功率為W;(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小利認(rèn)為沒有電流表也能測出小燈泡的額定功率。于是他找來了另一個(gè)電源(電壓恒為8V)、另一個(gè)額定電壓為6V的小燈泡L1和一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻等器材,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路,并完成了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程如下:①斷開開關(guān),閉合開關(guān)S、,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P,使小燈泡正常發(fā)光;②斷開開關(guān),閉合開關(guān)S、,保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為1.6V;③小燈泡的額定功率為W。【答案】電流表正、負(fù)接線柱接反了1.8左0.62.4【詳解】(1)[1]乙中電流表指針反偏,說明電流表正、負(fù)接線柱接反了。(2)[2][3][4]由乙圖可知,電壓表所選量程為0~3V,分度值為0.1V,讀出其示數(shù)為1.8V;示數(shù)小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向左移動(dòng),直到電壓表示數(shù)為額定電壓;燈泡的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.24A=0.6W(3)[5]①斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2,滑動(dòng)變阻器與小燈泡L1串聯(lián),電壓表測滑動(dòng)變阻器的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P,使電壓表的示數(shù)為U=U電源-UL=8V-6V=2V小燈泡L1正常發(fā)光;②斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S、S1,滑動(dòng)變阻器與R0串聯(lián),電壓表測滑動(dòng)變阻器的電壓;保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為1.6V;根據(jù)串聯(lián)分壓原理得則滑動(dòng)變阻器的電阻為③在①中,電路電流為小燈泡L1的額定功率為P額=ULI=6V×0.4A=2.4W【題型4間接法測量—缺少電流表】6.小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材“探究電流與電阻關(guān)系”。(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;(2)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將(選填“大于”“小于”或“等于”)4V,此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片在原來基礎(chǔ)上向(選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,記錄電流表的示數(shù);(3)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是(寫出一條即可);(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又利用原實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為V時(shí),小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V;③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V;④小燈泡的額定功率P額=W?!敬鸢浮看笥谧笠娊馕?.50.7【詳解】(1)[1]探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,需要用電流表測電路中的電流,電壓表測定值電阻兩端的電壓,電源為4節(jié)新干電池,電壓為6V,所以電壓表選用大量程,實(shí)驗(yàn)中用變阻器調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓,應(yīng)串聯(lián)在電路中,所以連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線是變阻器與定值電阻右接線柱之間的,應(yīng)將定值電阻右接線柱與電壓表的負(fù)接線柱相連。作圖如下:(2)[2]保持滑片位置不變,將10歐定值電阻換成20歐后,據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)知,定值電阻兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大,大于4V。[3]為了讓定值電阻兩端的電壓不變,即電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,應(yīng)將滑片向左移動(dòng),讓變阻器接入電路的阻值變大,分得的電壓變大。(3)[4]當(dāng)定值電阻的阻值為50歐時(shí),定值電阻兩端的電壓為4V,則變阻器兩端的電壓U1=U-U定=6V-4V=2V據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)有50Ω:R大=4V:2V解得,變阻器需要接入電路的阻值R大=25Ω>20Ω,大于變阻器的最大阻值,所以無法使定值電阻兩端的電壓為4V。(4)①[5]圖乙中,三個(gè)開關(guān)都閉合,小燈泡與滑動(dòng)變阻器滑片左端部分串聯(lián)在電路中,電壓表測變阻器兩端的電壓,移動(dòng)滑片,使電壓表示數(shù),即變阻器兩端電壓U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V此時(shí)小燈泡正常發(fā)光。④[6]閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,小燈泡與變阻器的最大阻值串聯(lián),保持滑片位置不變,變阻器滑片左端部分接入電路的阻值不變,電壓表測滑片左端部分電壓為2.5V;閉合開關(guān)S和S2,斷開S1,小燈泡與變阻器的最大阻值串聯(lián),電壓表測整個(gè)變阻器的電壓為4V。兩種情況下,電路的電流相等,則有解得,R左=12.5Ω。小燈泡正常發(fā)光時(shí),電路中的電流小燈泡的額定功率P額=U額I=2.5V×0.28A=0.7W7.在“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)選用的器材如下:兩節(jié)干電池、額定電壓為2.5V的小燈泡(額定功率約1.2W)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)物電路連接完整,要求:①導(dǎo)線不能交叉,②當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),小燈泡變亮。()(2)他連接好電路,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),電壓表的示數(shù)接近電源電壓,則故障的原因可能是小燈泡(選填“短路”或“斷路”)。(3)故障排除后,他閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,則測得小燈泡的額定功率為W。(4)該同學(xué)仔細(xì)思考后發(fā)現(xiàn),若不用電流表,而用已知阻值的定值電阻R0、三只開關(guān)、電壓表、電源和滑動(dòng)變阻器等器材也能測出小燈泡的額定功率。他設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表的示數(shù)為U額,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關(guān)S、S2,斷開開關(guān)S1,保持滑片P的位置不變,記錄電壓表此時(shí)的示數(shù)U;③小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=(用含R0、U額、U的式子表示)?!敬鸢浮恳娫斀鈹嗦?【詳解】(1)[1]小燈泡額定電壓為2.5V,額定功率約1.2W,燈泡的額定電流約為故電流表選用小量程,滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),小燈泡變亮,說明變阻器接入電路的阻值變小,故變阻器應(yīng)選左下接線柱與電流表串聯(lián)接入電路中,變阻器上端接線柱任選一個(gè)與燈泡串聯(lián),如下圖所示:(2)[2]他連接好電路,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表的示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了,即故障的原因可能是小燈泡斷路。(3)[3]故障排除后,他閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,由(1)可知,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.4A,小燈泡的額定功率為(4)[4]實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表的示數(shù)為U額,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關(guān)S、S2,斷開開關(guān)S1,保持滑片P的位置不變,記錄電壓表此時(shí)的示數(shù)U;③在①中,燈、定值電阻和變阻器串聯(lián),電壓表與燈并聯(lián),調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表的示數(shù)為U額,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光;在②中,電壓表測燈與定值電阻的電壓,因此時(shí)各電阻的大小和電壓不變,燈仍正常工作,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,此時(shí)定值電阻的電壓U0=U-U額由歐姆定律可燈的額定電流則小燈泡額定功率8.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有:電壓表、電流表、額定電壓為2.5V的小燈泡,開關(guān)、電壓為6V的電源和滑動(dòng)變阻器等。
(1)請(qǐng)根據(jù)要求用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖(圖1)連接完整(要求:向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電流表示數(shù)變?。粚?dǎo)線不交叉);(2)“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)原理是;(3)連接電路時(shí)開關(guān)要,連接電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片移至最端(選填“左”或“右”);(4)閉合開關(guān)后,小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)。經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障可能是小燈泡發(fā)生了(選填“短路”或“斷路”);(5)排除故障后,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí),對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)如圖2所示,則燈泡的額定電流為。則小燈泡的額定電功率是W;接著將滑片右移,電壓表示數(shù)將;(6)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,想測量一個(gè)額定電壓為U0的小燈泡的額定功率,在連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表的接線柱松動(dòng)無法使用,于是他找到了一個(gè)最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器R2,利用原有的滑動(dòng)變阻器R1、電壓表等設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路,測出了小燈泡的額定功率。請(qǐng)你幫助他完善測量過程;(考慮小燈泡電阻會(huì)隨通過溫度的變化而變化):①電路連好后,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P移到左端,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片使電壓表示數(shù)為U0;②保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不變,滑動(dòng)變阻器R2的滑片(補(bǔ)充變阻器R2滑片的調(diào)節(jié)情況),讀出電壓表的示數(shù)U;③小燈泡的額定功率P額=。(用U0、U、R0表示)【答案】
P=UI斷開右斷路0.3A0.75變小至最右端【詳解】(1)[1]向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電流表示數(shù)變小,這說明滑片向右移動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的A接線柱與R右端的接線柱相連,如下圖所示:
(2)[2]根據(jù)公式可知,用電壓表測出小燈泡兩端的電壓,用電流表測出通過燈泡的電流,就可以計(jì)算出燈泡的電功率。(3)[3][4]為保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大,即應(yīng)將滑片移至A段最遠(yuǎn)的右端。(4)[4]閉合開關(guān)后,小燈泡不亮,電流表無示數(shù),可能是電路發(fā)生了斷路;電壓表有示數(shù),說明和電壓表并聯(lián)部分之外的其他地方?jīng)]有斷路,則電路故障可能是小燈泡發(fā)生了斷路,這時(shí)候電壓表相當(dāng)于串聯(lián)在電路中,測電源電壓。(5)[5][6]由圖2可知,電流表量程為,分度值為,讀數(shù)為,則小燈泡的額定電功率[7]滑片向右移動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,R兩端電壓變小,因此電壓表示數(shù)變小。(6)[8]①②電路連好后,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P移到左端,電壓表測量小燈泡兩端的電壓,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片使電壓表示數(shù)為額定電壓U0;保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不變,滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最右端,電壓表測量小燈泡和R2兩端的電壓,讀出電壓表的示數(shù)U。③根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知,滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓U2=U-U0根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知,小燈泡的額定電流則小燈泡的額定功率【題型5間接法測量—缺少電壓表】9.在“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5V。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物電路連接完整,要求:滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變大,連線不得交叉;(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為W;(3)利用上述器材,在不改變電路的情況下,小華認(rèn)為還可以繼續(xù)探究電流與電壓的關(guān)系,他的想法是的(選填“正確”或“錯(cuò)誤”);(4)小強(qiáng)也想測燈泡的額定功率,老師給他一個(gè)額定電流為0.3A的小燈泡和一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻R0,電源電壓未知。小強(qiáng)設(shè)計(jì)的電路圖如圖丙所示,請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。①閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為A;②保持滑片P的位置不變,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)為0.2A;將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端,電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓為V;③小燈泡的額定功率:P額=W。【答案】0.75錯(cuò)誤0.360.9【詳解】(1)[1]小燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表選擇0~3V的量程,滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變大,說明滑動(dòng)變阻器連入的阻值減小,則左下接線柱接入電路,如圖所示:(2)[2]電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用0~0.6A量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.3A,小燈泡額定功率為PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W(3)[3]探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),需要保持電阻不變,而小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,不能用來探究電流與電壓的關(guān)系,故小華的想法是錯(cuò)誤的。(4)①[4]閉合開關(guān)S、S2,燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路,電流表測電路中的電流,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為0.3A,此時(shí)燈泡正常發(fā)光(如下面圖1);②[5]保持滑片P的位置不變,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,此時(shí)定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路,電流表示數(shù)為0.2A(如下面圖2);將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端,此時(shí)電路為定值電阻R0的簡單電路(如下面圖3),電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓為U′=I″R0=0.3A×20Ω=6V③[6][圖2中定值電阻兩端的電壓U0=I′R0=0.2A×20Ω=4V此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值圖1和圖2中變阻器接入電路的阻值相同,則燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器兩端的電壓U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V則燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓UL=U′-U滑=6V-3V=3V小燈泡的額定功率P額=ULI=3V×0.3A=0.9W10.小明和同學(xué)們?cè)凇皽y量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,選擇了額定電壓為2.5V的小燈泡,電源電壓保持6V不變,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“30Ω,1A”,連接電路如圖甲所示。(1)圖甲是小明同學(xué)連接的部分實(shí)物圖,為了使滑片右移時(shí)燈的亮度變亮,請(qǐng)你幫小明連接好電路;(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則電路中存在的故障可能是;(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)小燈泡的功率為W;(4)同組的小楊同學(xué)在測該小燈泡的額定功率時(shí),電壓表損壞,小楊利用身邊的器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路。其中電源電壓恒為U,R的電阻值已知:①只閉合開關(guān)S和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為(用U額、R、I表示);②只閉合開關(guān)S和S1并保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,記錄電流表的示數(shù)為I;③小燈泡額定功率表達(dá)式為:P額=(用U額、R、I表示)?!敬鸢浮啃襞荻搪?.4【詳解】(1)[1]滑片右移時(shí)燈的亮度變亮,說明電路中電流變大,滑動(dòng)變阻器阻值變小,故滑動(dòng)變阻器選用右下接線柱與開關(guān)串聯(lián)在電路中,如圖:(2)[2]連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)兩電表中只有電流表有示數(shù),說明電路是通路,電壓表無示數(shù),說明電壓表并聯(lián)的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路,故電路中存在的故障可能是小燈泡短路。(3)[3]排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.2A,則此時(shí)小燈泡的功率為(4)①[4]只閉合開關(guān)S和S2時(shí),要測小燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值,應(yīng)先使燈正常發(fā)光,在沒有電壓表的情況下,電流表與定值電阻R應(yīng)起到電壓表的測量作用,故將R與電流表串聯(lián)后再與燈并聯(lián),通過移動(dòng)變阻器的滑片使電流表示數(shù)為時(shí),由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈兩端的電壓為額定電壓,燈正常發(fā)光。③[5]只閉合開關(guān)S和S1并保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,記錄電流表的示數(shù)為I,在步驟①中,燈泡和R并聯(lián),電流表測定值電阻的電流,由歐姆定律,定值電阻的電壓為根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈兩端的電壓為額定電壓,此時(shí)燈正常發(fā)光;在步驟②中,電流表測燈與R并聯(lián)的總電流,因電路的連接關(guān)系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,燈的額定電流則小燈泡額定功率表達(dá)式為11.小濱同學(xué)使用電源,四個(gè)定值電阻(阻值分別為)、電壓表、電流表、標(biāo)有“”的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等器材探究“電流和電阻的關(guān)系”。(1)小濱連接如圖甲所示電路,檢查電路發(fā)現(xiàn)有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)趫D甲中錯(cuò)誤導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;()(2)改正電路,閉合開關(guān)前將滑動(dòng)變阻器滑片滑至最(填“左”或“右”)端.閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),可能是定值電阻發(fā)生(填“斷路”或“短路”);(3)排除故障后,當(dāng)接入定值電阻時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某位置,電流表的示數(shù)如圖乙所示為A.依次更換定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)接入電阻時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持V不變;(4)通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:在電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成;(5)小濱還利用已知阻值的定值電阻和電流表設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,測量出了小燈泡L(額定電壓為)的額定功率。①閉合開關(guān)S和,斷開,移動(dòng)變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為;②閉合開關(guān)S和,斷開,保持變阻器滑片的位置不動(dòng),讀出電流表的示數(shù)I;③小燈泡的額定功率。(均用物理量符號(hào)表示)【答案】或右短路0.42反比【詳解】(1)[1]電路中應(yīng)當(dāng)將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、定值電阻、電流表串聯(lián),將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,修改后正確電路圖如圖所示:或(2)[2]為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器移至最大阻值處,即將滑片移至最右端。[3]閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),證明電路不是斷路;電壓表無示數(shù),證明與之并聯(lián)的定值電阻短路。(3)[4]由圖可知,電流表選用0~0.6A量程,分度值為0.02A,因此讀數(shù)為0.4A。[5]因?yàn)樘骄侩娏髋c電阻的關(guān)系,保持定值電阻兩端電壓不變,因此接入20Ω電阻時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持為U=IR=0.4A×5Ω=2V(4)[6]通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電流隨電阻的增大而減小,所以得出結(jié)論:在電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(5)[7][8]分析電路圖可知,當(dāng)閉合開關(guān)S和S1,斷開S2,L和定值電阻R0并聯(lián),電流表測R0的電流,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為當(dāng)閉合開關(guān)S和S2,斷開S1時(shí),L和定值電阻R0并聯(lián),電流表測干路的電流,保持變阻器滑片的位置不動(dòng),則小燈泡與定值電阻兩端的電壓依然為額定電壓U額,R0的電流不變,小燈泡的電流為所以小燈泡的額定電功率【題型6多開關(guān)動(dòng)態(tài)問題】12.小明在做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,器材齊全、完好,電源電壓為,待測小燈泡標(biāo)有“”字樣,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“,1A”字樣。(1)他按圖甲連接電路,閉合開關(guān)S后,無論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)較小且均不發(fā)生變化,則其可能原因是;(2)經(jīng)過思考,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)操作中的不當(dāng)之處,重新正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他移動(dòng)變阻器的滑片,小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑片的位置恰好在變阻器中點(diǎn)上,則小燈泡的額定功率為W;(3)小明在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測量。其測量目的是;A.求出燈泡在不同電壓下功率的平均值,這樣可以減小誤差B.找出燈泡的亮度與燈泡實(shí)際功率之間的關(guān)系(4)小明又設(shè)計(jì)了圖乙所示的電路,只用電壓表測量額定電壓為小燈泡的額定功率。已知本次滑動(dòng)變阻器R最大阻值為,電源電恒定。其測量過程如下:①閉合開關(guān)、,斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到右端,電壓表示數(shù)為;②閉合開關(guān)、,斷開,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為V,小燈泡正常發(fā)光;③閉合開關(guān)、,斷開,保持②步滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,此時(shí)電壓表示數(shù)為3V;④小燈泡的額定功率=W?!敬鸢浮繉⒒瑒?dòng)變阻器兩個(gè)下端接線柱接入了電路0.5B20.5【詳解】(1)[1]閉合開關(guān)S后,無論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)較小且均不發(fā)生變化,說明電路中電阻較大,且滑動(dòng)變阻器沒有變阻的作用,即其可能原因是將滑動(dòng)變阻器兩個(gè)下端接線柱接入了電路。(2)[2]他移動(dòng)變阻器的滑片,小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑片的位置恰好在變阻器中點(diǎn)上,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,燈泡的額定電壓為則小燈泡額定功率為(3)[3]燈泡在不同電壓下的功率不同,求功率的平均值無意義。小明在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了多次測量,其測量目的是找出燈泡的亮度與燈泡實(shí)際功率之間的關(guān)系,故B符合題意,A不符合題意。故選B。(4)[4][5]①閉合開關(guān)S1、S2,斷開S3,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到右端,電壓表示數(shù)為4.5V,即為電源電壓;②閉合開關(guān)S1、S3,斷開S2,燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測變阻器兩端的電壓;電源電壓為4.5V,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),燈泡兩端的電壓為2.5V,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓(電壓表示數(shù))為所以,應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為2V,此時(shí)燈泡正常發(fā)光;③閉合開關(guān)S1、S2,斷開S3,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入最大阻值,保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,此時(shí)電壓測量的電壓為滑動(dòng)變阻器最左端到滑片P之間電阻的電壓;則滑動(dòng)變阻器的滑片到最右端的電壓為根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn),則滑片分割的兩部分電
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