【題目】“測量小燈泡電功率”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)請用筆畫線代替導(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)電流表無示數(shù),電壓表(選填“有示數(shù)”,“無示數(shù)”).
(3)斷開開關(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,通過圖中操作(開關(guān)S接“a”“b”各一次)來測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)電壓表損壞了,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:(用所測物理量符號(hào)表示).

【答案】
(1)如圖所示:


(2)連接電路時(shí),開關(guān)沒有斷開;未將滑片P移至最大阻值處;有示數(shù)
(3)0.2;0.5;12.5
(4)D;
(5)1V≤U0≤2.4V;電流與電阻成反比
(6)閉合開關(guān),使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最。榱悖浵码娏鞅淼氖緮(shù)I1;;將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大,記下電流表示數(shù)I2;Rx= R0
【解析】解:(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表選用小量程與燈并聯(lián),變阻器按一上一下接入電路中,如下所示: ;(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),某個(gè)小組同學(xué)剛閉合開關(guān)就發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度很亮然后馬上熄滅了,原來電路是連通的,后來燈被燒壞了,錯(cuò)誤是:連接電路時(shí),開關(guān)沒有斷開且未將滑片P移至最大阻值處;此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中,電流表無示數(shù),電壓表與電源連通,有示數(shù).(3)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,圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,小燈泡的額定電流為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)光的電阻:R= =12.5Ω.(4)在丁圖中,S打到b,電壓表測燈的電壓,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打到a,電壓表測燈與定值電阻的總電壓ULR0 , 因電路的連接沒有改變,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打到b,電壓表定值電阻的電壓,S打到a,電壓表測燈與定值電阻的電壓,無法判斷燈是否正常發(fā)光,故不可行;丙方案不能,丁方案能
故選 D;(5)把四個(gè)電阻串聯(lián)接入電路中,為了保護(hù)電流表,電路中的電流不能超過0.6A,故電路的最小電阻為:R= =5Ω,電路中接入4Ω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 ﹣1= ﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,因研究電流與電阻關(guān)系時(shí),電壓表示數(shù)為定值,①左邊為定值,右邊也為一定值,當(dāng)R最小為
1Ω時(shí),對(duì)應(yīng)的定值電阻為4Ω,代入①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①得:U0=1V,即1V≤U0≤2.4V;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.閉合開關(guān),使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最。榱悖,記下電流表的示數(shù)I1;B.將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大,記下電流表示數(shù)I2 . 因電源的電壓不變,所以,U=I1Rx=I2(Rx+R0)解得:Rx= R0
所以答案是:(1)如上圖所示;(2)閉合開關(guān)前,未將滑片P移至最大阻值處;有示數(shù);(3)0.2; 0.5; 12.5; (4)D;(5)1V≤U0≤2.4V;電流與電阻成反比;(6)A.閉合開關(guān),使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最小(為零),記下電流表的示數(shù)I1;B.將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大,記下電流表示數(shù)I2 . Rx= R0

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(3)用細(xì)線吊著石塊將其放入盛水的量簡中,量筒中前、后兩次液面的位置如圖丙所示,石塊的體積是_____cm3

(4)石塊的密度為_____kg/m3。

(5)小錚進(jìn)行了下列操作也測出了石塊的密度:

用天平測出石塊的質(zhì)量m1

在燒杯中裝適量的水,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量m2;

將石塊浸沒在水中,在燒杯的水面處做一個(gè)標(biāo)記;

取出石塊,_____,用天平測出此時(shí)燒杯和水的總質(zhì)量m3

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