题目内容
【题目】下图是小明同学探究电流与电压、电阻关系的电路图,提供的器材有:6V的电源一个,电流表(0﹣0.6A,0~3A)。电压表(0﹣3V,0~15V)各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干(忽略
导线电阻),以上实验器材完好无损,实验中数据读取准确无误。
(1)探究电流与电压的关系时,移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行了多次测量,归纳得出_______的规律。
(2)探究电流与电阻的关系时,测得的几组数据如下表所示。由于操作不当,导致表中第_______次实验的数据存在错误,出错的原因是_______。纠正错误以后,小明用30Ω的电阻替换15Ω电阻进行第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,请给小明提出可行的解决方案(不限于提供的实验器材):_______。
(3)利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值,实验中也要进行多次测量,其目的是_______;将定值电阻换成小灯泡后,利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”,实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其目的是_______。若被测小灯泡的额定电压为3.8V,在调节滑片使小灯泡正常发光时,电压表的示数很难准确达到3.8V.测量误差较大,为此,小明改动电路,在不更换现有器材的情况下,提高了测量数据的精确度。请补全小明的做法:断开开关_______;闭合开关,_______;读出此时电流表的示数;计算小灯泡的额定功率。
【答案】 电阻不变时,电流与电压成正比 3 滑动变阻器滑片没有调节就读数了 换用最大阻值至少为30Ω的变阻器 取平均值减小误差 改变灯的电压 将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端 移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时
【解析】
(1)探究电流与电压的关系时,移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行了多次测量,归纳得出电阻不变时,电流与电压成正比的规律;(2)①当接入电阻R2=10Ω时,电路中的电流为I2=0.3A,根据串联电路的规律和欧姆定律,此时滑动变阻器接入的阻值为:R==10Ω,在第3次实验中,由欧姆定律,R总==25Ω,将R2换为R3=15Ω时,根据电阻的串联,变阻器的电阻R滑=25Ω﹣15Ω=10Ω,即滑动变阻器滑片位置不动,故第3次实验时,没有移动滑片就读电流表示数了;探究电流与电阻的关系时,应保持电压相同,由表格数据可知定值电阻两端的电压为U=I1R1=5V,纠正错误以后,小明用30Ω的电阻替换15Ω电阻进行第4次实验,按照串联电路的分压规律,要保持电压为3V,变阻器的电阻的阻值应为30Ω,否则实验无法进行,为完成第4次实验,应换用最大阻值至少为30Ω的变阻器;(3)利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值,实验中也要进行多次测量,其目的是:取平均值减小误差;将定值电阻换成小灯泡后,利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”,实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其目的是改变灯的电压;根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为6V﹣3.8V=2.2V时,灯的电压为3.8V,故可将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端,而电压表小量程分度度值为0.1V,故测量2.2V电压较为准确;故断开开关,将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端,闭合开关,移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时,读出此时电流表的示数;计算小灯泡的额定功率。
【题目】小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,
实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表:
物理量 实验次数 | 钩码总重G/N | 钩码上升的高度h/m | 测力计示数F/N | 测力计移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | |
2 | 6 | 0.1 | 2.4 | 0.3 | 83% |
3 | 4 | 0.1 | 1.4 | 0.5 | 57% |
4 | 4 | 0.2 | 1.4 | 1.0 | 57% |
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.
(2)第1次实验测得的机械效率为_____.(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中数据可知:第2次实验是用_____图做的;第4次实验是用_____图做的.(选填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,_____可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率_____.
(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_____.