【題目】小明要測量額定電壓為3.8V的小燈泡正常發(fā)光時的電阻。選擇了一些器材進行實驗,其中電源電壓為6V恒定,滑動變阻器R上標有“20Ω 1A 字樣。

(1)連成圖甲所示電路,將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大,閉合開關,向左移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)______(選填 “變大”、“變小”或“不變”)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導線連接錯誤,請在該導線上打“×”,并畫出正確的連線______;

(2)排除故障后,繼續(xù)進行實驗,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡正常發(fā)光時電阻為______Ω;

(3)完成實驗后,還想探究“導體中的電流與電阻的關系”,選取了10Ω20Ω、40Ω的定值電阻,利用上述器材完成探究。為了使三個電阻單獨接入電路都能完成實驗,應控制定值電阻兩端的電壓不低于______V

(4)實驗結(jié)束后,小明沒有用電流表,又多用了一個滑動變阻器R2(最大阻值用R0表示),他設計如圖丙所示電路,測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率,請補全下列步驟:

①閉合開關S,先調(diào)節(jié)滑動變阻器______(選填 R1”或“R2”)的滑片到最左端,再調(diào)節(jié)另一滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止,小燈泡正常發(fā)光:

②接著______,讀出此時電壓表示數(shù)為U

③小燈泡額定功率表達式P=______(用題中已知量和所測量字母表示)

【答案】不變 10 4 R2 保持變阻器R1的滑片不動,調(diào)節(jié)變阻器R2的滑片到最右端

【解析】

(1)[1][2]由圖甲可知,電壓表串聯(lián)在電路中,電流表與燈并聯(lián),因電壓表內(nèi)阻很大,故電流表示數(shù)為0,將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大,閉合開關,向左移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變,仍為0,電流表應與燈串聯(lián),電壓表與燈并聯(lián),如下圖所示:

(2)[3]調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當電壓表示數(shù)為3.8V時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.38A,由歐姆定律,小燈泡正常發(fā)光時電阻為

R==10Ω

(3)[4]由串聯(lián)電路的規(guī)律及分壓原理有

方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,當變阻器連入電路的電阻最大時,對應的定值電阻應最大,變阻器分得的電壓最大,控制電阻的電壓最小,有

UV=4V

為了使三個電阻單獨接入電路都能完成實驗,他應控制定值電阻兩端的電壓不低于4V。

(4)[5]閉合開關,先調(diào)節(jié)滑動變阻器R0的滑片到最左端,此時電壓表只測燈泡兩端的電壓,再調(diào)節(jié)另一滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止(即達到燈泡的額定電壓U0),此時燈泡正常發(fā)光。

[6]保持變阻器R1的滑片不動,接著調(diào)節(jié)變阻器R2的滑片到最右端,此時電壓表測燈泡與變阻器R2串聯(lián)的總電壓,讀出這時壓表的示數(shù)為U。

[7]燈泡正常發(fā)光后,由于保持變阻器R的滑片不動,則電路中電流不變、燈泡兩端的電壓保持不變,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,當變阻器R2的滑片到最右端時,R2兩端的電壓

UR2=U-2.5V

由歐姆定律,此時電路中的電流

I=

串聯(lián)電路中各處的電流相等,即燈正常發(fā)光時的電流

IL=

小燈泡的額定功率

P=U0IL=2.5V×

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