题目内容
【题目】小明和小红同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,图甲所示是该实验没有连接完整的电路。
(1)请你用笔线代替导线,在图甲中把电路连接完整;
(__________)
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是_______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排出故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为_____A,小灯泡的额定功率为________W;
(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端滑动;
(5)测量小灯泡的电功率________(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是___________;
(6)图丙是该实验测量小灯泡电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响,该电路主要是由于所测__________(选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电功率偏大的;
(7)为了探究规律,小明和小红同学又测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。小明在第三次实验中电流表示数如图丁所示,对应的电流值为____________A,并将实验数据记录在表一中。随后小红也使用图甲中的实验器材连接实物电路,测量数据记录在表二中,分析表二实验数据,原因是 ________________;
表一
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压/V | 1.5 | 2.0 | 3.0 |
电流/A | 0.20 | 0.25 |
表二
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压/V | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电流/A | 0.30 | 0.28 | 0.24 |
【答案】 B 0.2 0.76 右 不需要 灯在不同电压下的功率不同 电流 0.3 小红把电压表并联到滑动变阻器上 4.5V 0.7W
【解析】
(1)[1]由于待测小灯泡L的额定电压为3.8V,所以电压表的量程选择0到15V;根据可知,电路中的最小电阻是
电路中的最大电流是
由此可知,电流表量程选择0到0.6A即可;电流从电源正极流出,流过电流表,流过灯泡,流过滑动变阻器,变阻器可以右上端接入电路,再流过开关,最后回负极,电压表并联在灯泡两端,根据上述连接电路,如下图所示。
(2)[2]A.假设电流表内部断路了,那么电路没有电流,电压表示数为零,这与题意不符合,A项不合题意;
B.假设灯泡的灯丝断了,那么小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,这与题意相符合,选项B符合题意;
C.假设灯座内部出现了短路,那么小灯泡不亮,电流表有示数,电压表没有示数,这与题意不符合,C项不合题意;
D.假设滑动变阻器的电阻线断了,那么电路中没有电流,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表也没有示数,这与题意不符合,D项不合题意。
故选B。
(3)[3][4]小灯泡正常发光,它的电流最大是
额
所以电流表的读数不会是1A,它的读数是0.2A,小灯泡的额定功率是
额
(4)[5]根据可知,小灯泡的实际功率大于额定功率时,电路中的电流较大,电路中的电阻较小,即是应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。
(5)[6][7]测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是灯在不同电压下的功率不同。
(6)[8]从图中可以看到,有电流流过灯泡,也有电流流过电压表,电流表测的是总电流,那么电流值会偏大,引起小灯泡电功率偏大。
(7)[9]从图丁可以看到,电流表的量程是0到0.6A,读数是0.3A;
[10]由表中数据可知,电流逐渐变小,电压表的示数变大,由欧姆定律可知,电路中的电阻变大,即变阻器连入电路中的电阻变大,由分压原理,变阻器的电压变大,灯泡的电压是变小的,所以实验可能存在的问题是电压表并联在滑动变阻器的两端。
(8)[11][12]比较两表中数据,当灯的电流都是0.3A时,灯的电阻大小相等,由欧姆定律知电路的总电阻相等,由电阻的串联,变阻器连入电路的电阻也相等,所以这情况下,根据串联电路的规律,灯的电压与变阻器的电压之和即为电源电压
电源
由表二的数据,当变阻器的电压是2.0V时,灯的电压是
这时灯正常发光,灯的额定电流是0.28A,灯的额定功率是
【题目】小明制作氧气浓度探测器,过程如下:
(一)小明找来氧敏电阻Rx,其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示。其中,氧气浓度为0时,氧敏电阻的阻值模糊不清,他对该电阻值进行测量。
氧气浓度/% | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
R/Ω | 10 | 16 | 21 | 25 | 28 | 30 |
在集气瓶内,小明通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气,再将Rx置于瓶内.甲图中电源电压恒为6V,①、②号导线已经连好。
(1)请用笔画线代替导线,在甲图中完成测量电路连接。
(______)
(2)闭合开关S,发现电流表、电压表示数均为0。小明取下电压表,将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联,示数都为0;将电压表与滑动变阻器B、D两端并联,示数也为0;将电压表与开关两端的接线柱并联,示数为6V。若电路只有一处故障,则电路故障为_____。
A.导线①断路 B.导线②断路 C.滑动变阻器内部断路 D.开关S内部断路
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数如图乙所示,则氧气浓度为0时,Rx阻值为_____Ω。
(4)请在丙图中作出氧敏电阻Rx的阻值与空气中氧气浓度的关系图象。
(______)
(二)小明制作氧气浓度探测器的电路如图丁所示,其中,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为5Ω。
(5)小明将氧敏电阻包裹在塑料袋中,先用嘴吸尽其中的空气,再对塑料袋呼气,闭合开关S,电流表的示数为0.24A。他呼出气体中氧气浓度为_____%。
(6)要想实现“氧气浓度越高,电表示数越大”,应选用电压表与上述电路中的_____并联。