题目内容
(2011?盐城模拟)在测2.5V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V.
(1)请用笔画线将图甲中的电路连接完整.
(2)在连接电路时,有甲“10Ω 1A”和乙“20Ω 1A”两个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器
(3)小明合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.小明分析了产生故障的原因(电流表、电压表均无故障).请你依据表一中电流表、电压表示数出现的几种情况,帮小明判断故障原因,并将其填写在表一对应的空格里.
表一
表二
(4)排除故障后,小明调节变阻器滑片的位置,使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V,依次测出通过小灯泡的电流,并观察发光情况,记录在表二中.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡电阻是
(5)将图(甲)中的小灯泡更换成定值电阻,且电路连接完好,还可以完成的实验是
A.探究电流的磁场强弱与电流大小的关系 B.探究电流与电压的关系
C.探究电流产生的热量与电阻的关系 D.探究电流与电阻的关系.
(1)请用笔画线将图甲中的电路连接完整.
(2)在连接电路时,有甲“10Ω 1A”和乙“20Ω 1A”两个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器
乙
乙
(填“甲”或“乙”)连入电路,才能保证实验顺利进行.(3)小明合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.小明分析了产生故障的原因(电流表、电压表均无故障).请你依据表一中电流表、电压表示数出现的几种情况,帮小明判断故障原因,并将其填写在表一对应的空格里.
表一
电流表 | 电压表 | 故障原因 |
示数不为0 | 示数为0 | |
示数为0 | 示数不为0 |
U/V | I/A | R/Ω | P/W | 灯泡亮度 |
2 | 0.25 | 8 | 0.5 | 暗 |
2.5 | 亮 | |||
2.8 | 0.32 | 9 | 0.896 | 很亮 |
8.33
8.33
Ω(计算结果保留两位小数).小灯泡的额定功率是0.75
0.75
W.(5)将图(甲)中的小灯泡更换成定值电阻,且电路连接完好,还可以完成的实验是
B
B
.A.探究电流的磁场强弱与电流大小的关系 B.探究电流与电压的关系
C.探究电流产生的热量与电阻的关系 D.探究电流与电阻的关系.
分析:(1)连接实物图时,要注意电压表与灯泡并联,电流表串联,变阻器的连接柱应一上一下;
(2)选择变阻器时,要根据电源电压与变阻器的最大阻值进行粗略的计算;
(3)短路和断路是电路中最常见的故障,依次假设出故障的原因,再分析电路中的现象进行对照;
(4)读取电流表示数时要注意看清它的量程和分度值,电灯泡的电阻要用公式R=U/I求出,额定功率则利用P=UI计算;
(5)定值电阻的阻值晚稳定,因此根据欧姆定律可知,电压与电流的比值是不变的,可利用其来探究电流与电压的关系.
(2)选择变阻器时,要根据电源电压与变阻器的最大阻值进行粗略的计算;
(3)短路和断路是电路中最常见的故障,依次假设出故障的原因,再分析电路中的现象进行对照;
(4)读取电流表示数时要注意看清它的量程和分度值,电灯泡的电阻要用公式R=U/I求出,额定功率则利用P=UI计算;
(5)定值电阻的阻值晚稳定,因此根据欧姆定律可知,电压与电流的比值是不变的,可利用其来探究电流与电压的关系.
解答:解:(1)电路连接如图所示;
(2)如图选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器,当其阻值为10Ω时,与灯泡平分电源电压6V,则灯泡两端的电压超过其额定电压2.5V,却无法再使其变小,因此不合要求.需选取更大的滑动变阻器才行,因此,乙符合要求;
(3)电流表有示数,说明电路是接通的,电压表无示数,说明灯泡两端没有电压,因此,可断定此时灯泡短路;
电流表无示数,说明灯泡处不通,电压表有示数,说明电压表处连通,又知道电压表的内阻非常大,因此,可断定此时灯泡断路,见下表.
(4)读图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A.此时小灯泡的电阻R=
=
=8.33Ω;此时小灯泡的电功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)灯泡换成定值电阻后,根据欧姆定律R=U/I,则电压与电流的比值就是电阻的值,这样通过调节滑动变阻器改变电压的大小,使电流改变,可分析在阻值一定时,电流与电压的关系,故选项B符合题意.
故答案为:(1)如图;(2)乙;(3)灯泡短路,灯泡断路;(4)8.33,0.75;(5)B.
(2)如图选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器,当其阻值为10Ω时,与灯泡平分电源电压6V,则灯泡两端的电压超过其额定电压2.5V,却无法再使其变小,因此不合要求.需选取更大的滑动变阻器才行,因此,乙符合要求;
(3)电流表有示数,说明电路是接通的,电压表无示数,说明灯泡两端没有电压,因此,可断定此时灯泡短路;
电流表无示数,说明灯泡处不通,电压表有示数,说明电压表处连通,又知道电压表的内阻非常大,因此,可断定此时灯泡断路,见下表.
电流表 | 电压表 | 故障原因 |
示数不为0 | 示数为0 | 灯泡短路 |
示数为0 | 示数不为0 | 灯泡断路 |
U |
I |
2.5V |
0.3A |
(5)灯泡换成定值电阻后,根据欧姆定律R=U/I,则电压与电流的比值就是电阻的值,这样通过调节滑动变阻器改变电压的大小,使电流改变,可分析在阻值一定时,电流与电压的关系,故选项B符合题意.
故答案为:(1)如图;(2)乙;(3)灯泡短路,灯泡断路;(4)8.33,0.75;(5)B.
点评:测小灯泡功率与测小灯泡电阻的电路图是完全相同的,因此,我们要重点掌握.连接电路和选择仪器时结合实验目的,并注意电表、滑动变阻器的相关要求.分析电路故障时,重点从“短路”或“断路”角度进行偿试.同时,在这一实验中,我们还应熟练掌握电表的读数以及欧姆定律公式、电功率公式的应用.
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