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2.5 V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,应将滑片于________(选填“A”或“B”)端.正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡给终不亮,电流表指针几乎末偏转,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.
表一
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压V/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 没有保持电阻两端的电压不变
【解析】
(1)滑动变阻器接线柱采用“一上一下”的接法连入电路,根据滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,表明电路中的电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,应将下接线柱B与电源负极相连,如图所示:
(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大,即A端;
电压表有示数,电流表指针几乎不偏转,说明故障出在电压表两接线柱之间的电路,短路不对(那样的话,电压表示数为0,电流表有示数),只能是小灯泡处断路,故选C。
(3)电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.2A;
根据欧姆定律可得,第4次实验时灯泡的电阻为
;
电源由两节干电池组成,电源电压为3V,第一组灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为U’=3V-0.5V=2.5V,电流为0.16A,则滑动变阻器接入电路的电阻为:
,故应选择R2;
(4)由表格中的数据可知,灯丝电阻随温度变化而变化,在不同电压下,温度不同,电阻也不同,所以求平均值是不合理的;
(5)实验时,分别把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置,立即闭合开关,接入的电阻越大,分担的电压越大,没有保持电阻两端的电压不变,所以得到电流跟电阻不成反比。
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