题目内容
【题目】如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围为0~0.5A
B.电压表示数变化范围为0~3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10Ω~20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8W~3W范围内变化
【答案】D
【解析】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后根据欧姆定律的应用求滑动变阻器接入电路的最大阻值;根据定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流;根据欧姆定律的应用求出定值电阻R1两端的最大电压,然后根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器两端的最小电压,再利用欧姆定律的应用求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;最后根据P=UI求出电路消耗的最大功率和最小功率。
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流:
,
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大:
,
因串联电路中各处电流相等,R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以最大电流为0.5A,则A错误;
BC.R1两端电压最大:
,
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的最小电压:
,
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值:
,
因此电压表的示数范围为1V~3V,滑动变阻器连入电路的阻值范围为2Ω~10Ω,则BC错误;
D.当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,即
,
当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,即
,
故电路的总功率范围为1.8W~3W,则D正确;
故选D。
【题目】小明在“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验中,所用的电路图如图所示。电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)该实验中,滑动变阻器除了具有保护电路的作用以外,还有什么作用_____?
(2)小明连接并检查电路无误后,闭合开关,将滑动变阻器滑片缓慢地向阻值最小端移动,观察到________,他断开开关,将电流表从大量程改接为小量程。
(3)实验获得的数据如下表,请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图象。
(______)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 1.0 | 1.4 | 1.8 | 2.2 | 2.6 | 3.0 |
电流I/A | 0.26 | 0.34 | 0.42 | 0.48 | 0.52 | 0.54 |
(4)根据图象可得出的探究结论是:____________。
(5)从数据或图象还可以得到:电压升高的过程中,小灯泡电阻___________。
【题目】如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源、电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请把图甲中接错的那根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线把它改正。
(2)改接好电路后所测得的几组电流、电压值如表1所示。在第2次实验中,电流表的示数如图乙所示,则通过电阻的电流为____A。根据表数据可得结论: 。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
电流I/A | 0.6 | 0.3 | 0.24 |
(3)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流、电阻值如下表所示,
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
电流I/A | 0.2 | 0.4 |
① 由于操作不当,导致一组数据存在错误,请判断第________次实验的数据存在错误。产生错误的原因是__________________,正确的数据应该是______A。
② 纠正错误以后,该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到3V。请你找出一种可能的原因_________________。