【題目】“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源為兩節(jié)新干電池,電壓為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為10Ω,所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值20Ω.

(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接(要求滑片向B滑動(dòng)時(shí),接入電路阻值減小,且導(dǎo)線不能交叉) ________.

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),某個(gè)小組同學(xué)剛閉合開(kāi)關(guān)就發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度很亮然后馬上熄滅了,老師指出了同學(xué)們操作時(shí)的錯(cuò)誤是__,同時(shí)提醒同學(xué)們注意觀察此時(shí)電表的示數(shù),發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表__________(選填“有示數(shù)”, “ 無(wú)示數(shù)”).

(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),更換了相同規(guī)格的小燈泡后重新按照正確的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn).移動(dòng)滑片,當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定電流為___A,小燈泡的額定功率是___W, 小燈泡正常發(fā)光的電阻是__Ω.

(4)小華打算增加一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻R0,只利用一只電壓表,通過(guò)圖中操作(開(kāi)關(guān)S接“a”“b”各一次)來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率.圖丙、丁是她設(shè)計(jì)的兩種不同方案的電路圖,則以下判斷正確的是____

A.兩種方案都能
B.兩種方案都不能

C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能

(5)小華還想探究“在電壓一定的情況下,電流與電阻的關(guān)系”,于是將甲圖中的小燈泡換成四個(gè)阻值分別為10Ω, 8Ω, 6Ω和4Ω的定值電阻,其余連接均不改變.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將4個(gè)定值電阻依次接入電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使定值電阻兩端的電壓保持某個(gè)值U0不變,為了能夠順利得到4組I 、R數(shù)據(jù),完成實(shí)驗(yàn),該電壓U0的取位大小應(yīng)滿足:___________ ;完成實(shí)驗(yàn)后,小華分析數(shù)據(jù)得到:在電壓一定的情況下,___________的結(jié)論.

(6)完成實(shí)驗(yàn)后,小華想用原電路測(cè)某一定值電阻Rx的阻值,他用該電阻替換燈泡后,發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞了,便將其拆除.若滑動(dòng)變阻器的最大阻值用R0表示,你在不改變其他元件連接的方式下,幫他完成實(shí)驗(yàn):(幾次實(shí)驗(yàn)后,電池電壓稍有下降)

實(shí)驗(yàn)步驟:A._______________________________________;

B._______________________________________;表達(dá)式:_______________(用所測(cè)物理量符號(hào)表示).

【答案】 閉合開(kāi)關(guān)前,未將滑片P移至最大阻值處 有示數(shù) 0.2 0.5 12.5 D 1V≤U0≤2.4V 電流與電阻成反比 滑片移至阻值最大處,記下電流表的示數(shù)Ib 將滑片移至阻值最小處 記下電流表的示數(shù)Ia Rx=

【解析】1測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),要求滑片向B滑動(dòng)時(shí),接入電路阻值減小,即PB段電阻絲接入電路,接線柱B連入電路;電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端,選用量程0~3V。連線如下:

2實(shí)驗(yàn)時(shí),某個(gè)小組同學(xué)剛閉合開(kāi)關(guān)就發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度很亮然后馬上熄滅了,同學(xué)們操作時(shí)的錯(cuò)誤是閉合開(kāi)關(guān)前,未將滑片P移至最大阻值處。注意觀察此時(shí)電表的示數(shù),發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù)。

3當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定電流為I=0.2A,小燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;

小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻

4在丁圖中,S撥到b,電壓表測(cè)燈的電壓,移動(dòng)滑片使燈的電壓為UL=2.5V,燈正常發(fā)光,保持滑片的位置不動(dòng),將S撥到a,電壓表測(cè)燈與定值電阻的總電壓ULR0,因電路的連接沒(méi)有改變,各電阻大小和電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,定值電阻的電壓UR0=ULR0-2.5V,根據(jù)歐姆定律可求通過(guò)定值電阻的電流,根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)即燈正常發(fā)光的電路,根據(jù)PL=ULIL可求燈的額定功率;

圖丙中,S撥到b,電壓表定值電阻的電壓,S撥到a電壓表測(cè)燈與定值電阻的電壓,無(wú)法確定燈泡是否正常發(fā)光,故丙方案不能,丁方案能。答案為D。

5把四個(gè)電阻分別串聯(lián)接入電路中,為了保護(hù)電流表,電路中的電流不能超過(guò)0.6A,故電路的最小電阻,

電路中接入的電阻時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為:R滑小=R-4Ω=1Ω;根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當(dāng)電壓表示數(shù)為U0時(shí),變阻器分得的電壓U=U-U0=3V-U0,

根據(jù)分壓原理: ,即,因?yàn)樘骄侩娏髋c電阻關(guān)系時(shí),應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓U0為定值,所以等式左邊為定值,右邊也為定值,當(dāng)R最小為時(shí),對(duì)應(yīng)的定值電阻為,代入上式得:U0=2.4V,即定值電阻兩端的最大電壓為2.4V。

當(dāng)定值電阻為最大10Ω時(shí),同理,對(duì)應(yīng)的變阻器有最大值R滑大=20Ω,代入上式得:U0=1V,即1V≤U0≤2.4V

分析數(shù)據(jù)得到:在電壓一定的情況下,電流與電阻成反比的結(jié)論。

6實(shí)驗(yàn)步驟:

A滑片移至阻值最大處,記下電流表的示數(shù)Ib

B.將滑片移至阻值最小處 ,記下電流表的示數(shù)Ia ,

因電源的電壓不變,所以,U=IaRx=IbRx+R0

解得: .

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