11.小亮和小雨做“測定小燈泡電阻”的實驗,所用小燈泡的額定電壓為2.5V.

(1)小亮的實驗過程如下:
①連接如圖甲所示的電路,其中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并在圖中改正(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,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是:燈泡斷路.
③以上故障排除后,再閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮,但電流表和電壓表均有示數(shù),接下來他應(yīng)進行的操作是:C.
A.檢查電路是否斷路                     B.更換小燈泡
C.移動滑動變阻器的滑片                 D.檢查燈泡是否短路
④設(shè)計如表所示的記錄表格,請你指出表格中的問題:設(shè)計了求小燈泡電阻的平均值;第2次實驗時電壓表的示數(shù)如圖乙所示,要測量小燈泡正常工作時的電阻,他應(yīng)將滑片P向右端(選填“左”或“右”)移動;第3次實驗時電流表的示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是5.2Ω.
次數(shù)電壓/V電流/A電阻/Ω電阻平均值/Ω
10.60.28  
2 0.36 
32.5  
(2)小雨想利用圖丁所示的電路測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL,R為電阻箱.下面是他的實驗過程,請你幫他完成實驗.
①閉合開關(guān)S和S2,斷開S1,讀出此時電壓表的示數(shù)為U.
②閉合開關(guān)S和S1,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱直至電壓表的示數(shù)為U-2.5V,讀出此時電阻箱的阻值為R0
③計算RL的表達式為:RL=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$.

分析 (1)①電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡的兩端;圖中電路的錯誤連線是電流表并聯(lián)在電路中;
②電流表示數(shù)為零,電壓表有示數(shù),說明燈泡斷路;
③電流表、電壓表均有示數(shù),燈泡不亮,可能是燈泡的實際功率太小造成,接下來他應(yīng)進行的操作是移動滑動變阻器的滑片;
④根據(jù)燈絲的電阻與溫度有關(guān)進行分析;通過滑動變阻器的分壓作用分析滑片的移動方向;
讀出電流表的示數(shù),根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出電阻值;
(2)根據(jù)I=$\frac{U}{R}$確定電流表的示數(shù),再利用并聯(lián)電路特點電壓相等,根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出其電阻.

解答 解:(1)①由圖知,電流表并聯(lián)在了電路中,應(yīng)將其與燈泡串聯(lián),電路圖如圖所示:

②閉合開關(guān),小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表沒有示數(shù),則小燈泡斷路;
③故障排除后,再閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮,但電流表和電壓表示數(shù)均較小,則說明滑動變阻器的電阻較大,使得燈泡的實際功率太小造成,此時應(yīng)減小滑動變阻器的阻值,將滑片向左滑動;
④燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,實驗表格中設(shè)計了求小燈泡電阻的平均值是錯誤的;
因為小燈泡的電壓小于額定電壓,要想讓燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑動變阻器向右移動,滑動變阻器的電阻減小,分壓減少,燈泡兩端的電壓增大,使燈泡正常發(fā)光.
由題意知電流表的量程為0-0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.48A,則燈泡的電阻:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.48A}$=5.2Ω;
(2)如圖丁所示的電路,測出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻.請幫他將步驟補充完整:①閉合開關(guān)S和S2,斷開S1,讀出此時電壓表的示數(shù)為U.
②閉合開關(guān)S和S2,斷開S1,調(diào)節(jié)電阻箱直至電壓表的示數(shù)為U-2.5V,讀出此時電阻箱的阻值為R0
③計算RL的表達式為:RL=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}}$=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$.
故答案為:(1)①見上圖;②燈泡斷路;③C;④設(shè)計了求小燈泡電阻的平均值;右;5.2;(2)②閉合開關(guān)S和S1,斷開S2;U-2.5V;③$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$.

點評 此題是“探究小燈泡電阻”的實驗,考查了電路的連接,電路故障的分析,同時考查了串分壓的知識及歐姆定律的應(yīng)用,難度較大

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(1)小宇選用器材時發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示,他應(yīng)該校零;在連接實物電路的過程中,開關(guān)要斷開.
(2)小宇連成如圖乙所示的電路,他剛要閉合開關(guān),同組的小紅提醒他,實物連接有一處錯誤,請在錯誤的導(dǎo)線上劃“×”,并畫出正確的連線.
(3)改正錯誤連接后,閉合開關(guān),移動滑片P觀察兩表的示數(shù),下面是記錄相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)的表格,請將其中(a)(b)兩項內(nèi)容補充完整.
實驗次數(shù)1234
(a)電阻R/Ω
(b)電流I/A
(4)在實驗過程中,控制定值電阻兩端的電壓為2V不變,當(dāng)小宇用20Ω的定值電阻替換了15Ω的定值電阻后,繼續(xù)進行實驗,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)都無法降低到2V,原因是滑動變阻器的最大阻值太。

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16.小軍利用“伏安法”測量額定電壓為2.5V小燈泡L的電阻.

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(2)小軍已連接的實物電路如圖甲所示,請你將他未完成部分用筆畫線補充完整.
(3)電路連接正確后,閉合開關(guān)S,小軍發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),但電流表無示數(shù).由現(xiàn)象可判斷電路中出現(xiàn)的故障是D.
A.變阻器短路B.電流表斷路C.小燈泡L短路D.小燈泡L斷路
(4)排除故障后,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡L的電阻為12.5Ω.

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