题目内容
【题目】小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,开关、导线若干。
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,且导线不交叉)。
(________)
(2)闭合开关前,滑片P应位于_____(选填“A”或“B”)端。正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_____。
A.小灯泡短路
B.滑动变阻器短路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的电流为_____A;第4次实验时灯泡电阻值为_____Ω.由表一中的数据可知,小张选用的滑动变阻器应是_____(选填“R1”或“R2”)。
(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是_____(选填“合理”或“不合理”)的,理由是_____。
表一
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.16 | 0.22 | 0.25 | 0.28 | 0.29 | |
电阻R/Ω | 3.1 | 6.8 | 8.9 | 9.7 |
表二
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.30 | 0.20 | 0.12 |
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是:_____。
【答案】 A C 0.2 8 R2 不合理 灯丝的电阻会随温度变化 没有控制电阻两端的电压不变
【解析】
(1)测量小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,P向右移动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,故应将其右下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑片P置于阻值最大处,即A端;
电流表指针几乎没有偏转,灯不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了,故选C;
(3)图丙中电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.2A;
由表中数据可知,第4次实验时灯泡两端电压2.0V,电流0.25A,此时灯泡电阻值为:
RL===8Ω;电源由两节干电池串联组成,则电源电压为3V,第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为:U'=3V-0.5V=2.5V,此时变阻器连入电路中的电阻:R滑=≈15.6Ω>10Ω,这说明小张选用的滑动变阻器应是R2;
(4)灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故取平均值没有意义,是不合理的;
(5)实验时,分别把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示;分析表二数据可知,通过导体的电流跟电阻不成反比,且每次实验中电流与电阻的乘积是不同的(即电压不同),所以其原因是没有控制电阻两端的电压不变。