题目内容
【题目】小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整;
(_____)
(2)为了顺利完成实验,小华应选用规格为_____(选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器;
(3)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是_____;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U﹣I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为_____W.分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是_____;
(5)小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是_____。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
【答案】 R2 灯泡(或电压表)短路 0.625 小灯泡的电阻受温度的影响 B
【解析】
(1)根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联;灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯泡正常发光时电路中电流确定电流表要选用小量程与灯串联;
(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A,根据串联电路的特点和欧姆定律求出变阻器的阻值至少为多大,确定选择滑动变阻器的规格;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路为通路,根据小灯泡始终不发光,电压表无示数,电路只有一处故障,分析故障原因;
(4)由图像可找出灯泡电压为2.5V时的电流,根据求出灯泡的额定功率;灯泡电阻是变化的,原因是受温度的影响;
(5)开关S接“a”、“b”各一次,根据电路图,确定能否使小灯泡正常发光,若不能,则无法测量小灯泡的额定电功率。
(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯泡正常发光时电路中电流约为:,所以电流表要选用小量程与灯串联,如下所示:
(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A,根据串联电路电流的特点,电路中电流处处相等,变阻器应分去的电压:,由欧姆定律,变阻器的阻值至少为:,所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路为通路,发现小灯泡始终不发光,电压表无示数,若电路只有一处故障,故障原因是灯泡(或电压表)短路了;
(4)由图像可知,灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A,所以灯泡的额定功率:;灯泡电阻是变化的,原因是受温度的影响;
(5)图丙中,无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;图丁中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压,不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V,所以此方案不能测出小灯的额定电功率,故选B。
故答案为:(1)如上图所示;(2)R2;(3)灯泡(或电压表)短路 (4)0.625; 小灯泡的电阻受温度的影响;(5)B。
【题目】在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用_____(选填“煤油”或“水”),理由是_____。
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表):
实验次数 | 电流/A | 通电时间/s | 电阻/Ω | 温度升高量/℃ |
1 | 0.3 | 30 | 10 | 1.5 |
2 | 0.6 | 30 | 10 | 6.0 |
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量_____。(填“越多”或“越少”)
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中_____(填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶_____(选填“串联”或“并联”)。