题目内容
【题目】小林利用图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω,请你解答下列问题:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图乙中电路连接完整_____(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须_____。
(2)开关闭合之前,他发现电流表指针如图丙所示,接下来的操作是_____。
(3)完成上述操作后,正确连接好电路,闭合开关后发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,则可能是定值电阻发生了_____(选填“短路”或“断路”)。
(4)实验中,直接将5Ω的电阻换成10Ω后闭合开关,此时应向_____(选填“左”或“右”)调节滑片位置,目的是为了保证_____。多次换接阻值不同的定值电阻进行实验后,记下每次电流表的示数,绘制了图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。
(5)由图象进一步分析可知,当电阻R=12.5Ω时,通过R的电流I=_____A。
(6)小林发现,将25Ω电阻接入电路进行实验时,滑动变阻器刚好调到最大值时可完成本次实验,由此可知滑动变阻器的最大值是_____Ω.当将25Ω换成30Ω电阻后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法让电压表的示数与前一次实验的相同,若想继续完成本次实验,仅使用现有的器材(导线足够),为使电压表的示数与前一次的相同,你的解决办法是:_____。
【答案】 断开 电流表调零 断路 左 定值电阻的电压不变 0.2 35 在原来的电路中再串联接入一个10Ω的定值电阻
【解析】
(1)[1][2]根据滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
,连接电路时,开关必须 断开;
(2)[3]开关闭合之前,他发现电流表指针如图丙所示,接下来的操作是电流表调零;
(3)[4]完成上述操作后,正确连接好电路,闭合开关后发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,则可能是定值电阻发生了断路;
(4)[5]根据串联分压原理可知,直接将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
[6]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,目的是为了保证定值电阻的电压不变;
(5)[7]由图丁知,电阻的电压:
;
即控制电阻的电压为2.5V,故当当电阻R=12.5Ω时,通过R的电流:
;
(6)[8]电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
;
变阻器分得的电压为电压表示数的1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
;
故小林发现,将25Ω电阻接入电路进行实验时,滑动变阻器刚好调到最大值时可完成本次实验,由此可知滑动变阻器的最大值是35Ω;
[9]将15Ω电阻换成30Ω电阻后,同理,变阻器的最大电阻至少为:
;
由电阻的串联,串联的电阻大小为:
42Ω﹣35Ω=7Ω;
故可在原来的电路中再串联接入一个10Ω的定值电阻。
【题目】在探究“决定电阻大小因素”的实验中,换用不同导体做实验时,保持导体两端电压不变,得出如下几组实验数据:
实验次数 | 材料 | 长度 | 横截面积 | 电流(A) |
1 | 镍铬合金线 | L | S | 0.16 |
2 | 锰铜合金线 | L | S | 0.42 |
3 | 镍铬合金线 | L | S | 0.32 |
4 | 镍铬合金线 | L | 2S | 0.32 |
(1)在保持相同电压作用下,如果电流越小,则表明该导体的电阻越______,这种研究物理问题的方法叫______。
(2)比较1、2两次实验结果可得结论______。
(3)比较1、3两次实验结果可得结论______。
【题目】在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6V)、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω)、滑动变阻器两个(R甲:“10Ω1A”;R乙:“50Ω 0.5A”)、开关S、导线若干。
试验次数 | 电压U/V | 电流I/A |
1 | 1.5 | 0.18 |
2 | 2.5 | 0.24 |
3 | 3.0 | 0.28 |
(1)实验中,应选用的滑动变阻器是______(选填“R甲或R乙”)
(2)选用滑动变阻器后,请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图,并画在图甲的虚线框内:
(______)
(3)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如表,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为______Ω.(结果保留一位小数)
(4)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变)。请你写出实验步骤,求出小灯泡的额定功率P额(用R0、U额、U1表示)
实验步骤:______;
小灯泡的额定功率P额=______。