题目内容
【题目】小红在实验室做“灯泡亮度与电功率的关系”实验中.如图,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V”字样,电流表,电压表各一个,若干定值电阻(10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(20Ω 3A),开关,导线若干.
(1)如图,红红所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
(____________)
(2)正确连接导线过后,闭合开关,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.红红的操作不当之处是:___________.灯泡熄灭的同时,可观察到电压表示数__________(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(3)小红更换灯泡后,逐步移动滑片,看到如图乙的电压表示数,其读数是____V,为使灯泡正常发光,应向___(选填“左”、“右”)端移动滑片P,图丙为灯泡的U-I图像.可知灯泡的额定功率为____W.
(4)不改变电路的情况下,无法探究电流与电压的关系,原因是:___________.
(5)为进一步探究电流与电阻的关系,小红将灯泡依次换成已有的定值电阻,并设定其两端电压恒为2.5V,将定值电阻从10Ω换成阻值为15 Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将________(填“变大”或“变小”);为控制定值电阻两端的电压不变,应将滑片P向______(填“左”或“右”)端滑动.要顺利完成4次测量,应在电路中在串联一个阻值为__________Ω的定值电阻.
【答案】 闭合开关前,滑片没有移动到阻值最大位置 变大 2.2 右 0.5 灯泡的电阻随温度而改变 变大 右 4Ω
【解析】
(1)[1]电压表应测灯泡两端电压,则电压表应与灯泡并联,错误的线为电压表与滑动变阻器的连线,改为电压表与灯泡右侧相连,更改如下:
(2)[2]闭合开关,灯泡立即发出明亮耀眼的光,说明此时电路电流过大,错误之处为滑动变阻器未滑到最大阻值处;
[3]由于灯泡很快熄灭,说明灯泡由于电流过大,灯丝烧断,则此时电压表直接串联接入电路,由于电压表内阻非常大,则此时电压表分压接近电源电压,可得电压表示数变大;
(3)[4][5]由图乙的电压表所接量程为0~3V,分度值为0.1V,则读数为2.2V;由于小灯泡额定电压为2.5V,则根据串联分压定律可知,应减小滑动变阻器阻值,以减小分压,使小灯泡两端电压增大为2.5V,则滑动变阻器应向右滑;
[6]由图丙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,流过小灯泡电流为0.2A,则小灯泡额定功率为:
(4)[7]探究电流与电压的关系需保证电阻大小不变,该实验装置中小灯泡的电阻受温度的影响,当电流发生变化时,由于电阻发热温度改变,得出结论不准确,故不能用于探究电流与电压的关系;
(5)[8][9]探究电流与电阻的关系,需要保证电压不变,当电阻由10Ω换为15Ω时,由串联分压可知电阻两端电压变大,电压表示数变大,为保证电压不变,则滑动变阻器阻值需变大,滑片向右滑动;
[10]为保证实验完成,则需要保证最大电阻30Ω接入时分压能达到2.5V,由于电源电压为4.5V,则此时除定值电阻外其他电阻分得电压为2V,由串联电路电压之比等于电阻之比可求其他电阻总阻值为:
由于滑动变阻器最大阻值只有20Ω,则还需要串联一个4Ω定值电阻即可。
【题目】物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数 | 钩码所受的重力G/N | 钩码提升高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 1 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6% |
2 | 1 | 0.2 | 0.7 | 0.6 | 47.6% |
3 | 2 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6% |
4 | 4 | 0.1 | 2.0 | 0.3 |
(1)实验中应竖直向上_____拉动弹簧测力计
(2)第4次实验测得的机械效率为_____%
(3)比较_____两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关;比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组,_____越大,机械效率越高。