题目内容
小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关.于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究.
(1)请你用笔画线代替导线,根据上图所示的电路图,将下图所示实物图连接完整.
(2)若小雷连接好电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的 (选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路.
(3)小雷排除故障后,按上图所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片P向 (选填“A“或“B“)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数 | 电压/V | | 实际功率/W | 电阻Ω |
1 | 1.6 | O.20 | O.32 | 8.00 |
2 | 2.5 | O.24 | O.60 | 1O.42 |
3 | 2.8 | O.26 | O.73 | 1O.77 |
(4)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数 据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越 .
(5)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变 表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似.
(6)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确.“这种说法错误的原因是小雷忽略了 对小灯电阻的影响.
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关 系.“你认为这种说法 (选填“正确”或“错误”).
(1)如图;(2)A、B;(3)A;电流/A;(4)大;(5)电压;(6)温度;正确.
或
解析试题分析:(1)本题还有电压表、电流表、滑动变阻器没有连接在电路中,连接时要注意电压表、电流表的量程选择和正负接线柱、以及连接方式,滑动变阻器已经选定了下面接线柱,上面接线柱任意选择,注意连接方式即可.
根据电路图,从电源正极开始,依次连接各元件,到电源负极,补齐遗漏的导线,最后把电压表并联在灯泡两端.
(2)灯泡L1几乎不发光,说明电路是通路,但是电流太小,并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片,灯泡亮度不变,说明电路中的电阻太大,滑动变阻器又不起作用,是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了.
(3)排除故障,在实验前滑片在B端处于最大阻值处,要继续实验,滑片向阻值减小的A端移动.
灯泡亮度取决于灯泡的实际功率.求得功率需要知道电压和电流,所以空白处填入电流,单位为“A”.
(4)比较灯泡亮度增大时,可以判断灯泡的实际功率,因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的.
(5)L1的额定电压为2.5V,电压表选择0~3V量程.
L2的额定电压为3.8V,电压表选择0~15V量程.
更换灯泡,同时更换电压表的量程.
(6)导体电阻大小跟导体长度、横截面积、材料、温度有关.
灯丝电阻受温度影响较大,定值电阻阻值受温度影响较小,从温度上考虑.
电流跟电阻和电压同时有关,L1换成定值电阻,电阻一定,可以探究电流跟电压的关系.
(1)L1和L2的额定电流均小于0.6A,电流表选择0~0.6A,电流表串联在电路中.
滑动变阻器已经选择下面接线柱,上面任意选择一个接线柱,滑动变阻器串联在电路中.
所以,电流表的“0.6”接线柱与滑动变阻C(或D)相连,电压表的“﹣”接线柱与灯泡左端相连.
如下图:
或
(2)闭合开关,灯L1几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大,并且移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不改变,滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱.
(3)滑动变阻器接入A接线柱,滑片在B端,滑动变阻器连入电路电阻最大,电流最小,起到保护电路作用.继续实验时,滑动变阻器阻值减小,滑片向A端移动.
灯泡亮度跟实际功率有关,实际功率P=UI,需要记录电压和电流,电流的单位为A.
(4)从实验1→实验2→实验3,灯泡越来越亮,灯泡实际功率越大.
(5)L1的额定功率为2.5V,电压表选择0~3V量程.
L2的额定功率为 3.8V,电压表选择0~15V量程.
所以L2替换L1,同时更换电压表量程.
(6)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,计算平均值代表灯丝电阻无意义,小雷忽略温度对电阻的影响.
L1换成定值电阻,能保持电阻不变,通过改变电压来改变电流能探究电流跟电压的关系.
考点:探究用电器的电功率实验;实物的电路连接;电流表的使用;电压表的使用;影响电阻大小的因素;滑动变阻器的使用;电功率.
点评:本题容量很大,涉及到很多知识点,由电路图连接实物图,电压表、电流表量程的选择,连接方式,滑动变阻器接线柱的选择,实验操作过程,表格设计,实际功率与亮度关系,电阻大小影响因素,欧姆定律等等.综合性很强,是很难的综合性习题.
如图所示是安装在潜水器上的深度表的电路简图,其中,显示器由电流表改装,电源电压不变,R0是定值电阻。在潜水器下潜的过程中,通过显示器的电流量增大,电路中有关物理量的变化情况正确的是
A.压力传感器两端的电压增大 |
B.压力传感器的电阻随所受压力增大而增大 |
C.压力传感器的电阻随所受压力增大而减小 |
D.电路的总功率减小 |
归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是 .
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能Ek随之改变.得到数据如表:
次数 | m/kg | q/C | B/T | R/m | Ek/J |
1 | 3.2×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 4×10-16 |
2 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 2×10-16 |
3 | 3.2×10-27 | 4.8×10-19 | 1×10-2 | 1 | 36×10-16 |
4 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 2×10-2 | 1 | 8×10-16 |
5 | 1.6×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 3 | 72×10-16 |
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线 表示.