题目内容
【题目】小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5 V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器“10Ω 1A”、“20Ω 2A”,开关、导线若干。
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,且导线不交叉)。
(_________)
(2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_________
A.小灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示.其中第2次实验时电流表盘如图丙,此时电路中的电流为_______A;第4次实验时灯泡电阻值为______Ω.由表一中的数据可知,小张选用的滑动变阻器应是________ (选填“”或“”)。
(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是________ (选填“合理”或“不合理”)的。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.16 | 0.22 | 0.25 | 0.28 | 0.29 | |
电阻R/Ω | 3.1 | 6.8 | 8.9 | 9.7 |
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.30 | 0.20 | 0.12 |
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”,他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示.他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是:____________________。
【答案】 C 0.2A 8 不合理 没有控制电阻两端的电压不变
【解析】
(1)[1]滑动变阻器应采用“一上一下”的接法,滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,表明电路中的电流变大,滑动变阻器电阻减小,接法如图所示:
(2)[2]正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是灯泡断路;故选C。
(3)[3]图丙中电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.2A;
[4]由表中数据知,第4次实验时灯泡两端电压2.0V,电流0.25A,根据可得,此时灯泡电阻值为:
[5]电源由两节干电池串联组成,则电源电压为3V,第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为:
此时变阻器连入电路中的电阻:
这说明小张选用的滑动变阻器应是;
(4)[6]灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故取平均值没有意义,是不合理的;
(5)[7]实验时,分别把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示;分析表二数据可知,通过导体的电流跟电阻不成反比,且每次实验中电流与电阻的乘积是不同的(即电压不同),所以其原因是没有控制电阻两端的电压不变。
【题目】扬扬同学家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示,求:
额定电压 | 220V |
频率 | 50Hz |
保温功率 | 220W |
加热功率 | 1980W |
水箱容量 | 50L |
设定温度 | 40℃ |
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?