题目内容
【题目】下面是两位同学进行的电学实验:
(1)甲同学为了探究通过导体的电流跟电阻的关系,设计了如图所示的电路。
①请用笔画代替导线完成图中电路的连接;
(_____)
②甲同学看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表 _____ ;
③如果甲同学连接电路时接入的电阻为5Ω,控制电阻两端的电压为2V,那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片向_____端调节,使电压表示数为_______V;把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明她选择的滑动变阻器______________;
④更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:___________________
电压U/V | 2 | ||
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(2)乙同学将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡,测量其不同电压下的电功率。
①正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无有示数,电流表有示数,产生这种现象的原因是_____________;
②排除故障,继续实验,如图乙所示是某次实验电流表的示数为__A。最后根据实验数据画出I﹣U图象(如图丙),根据图象求出小灯泡正常发光时的功率为_____W;
③通过分析I﹣U图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是________________。
(3)完成上述实验后,乙同学又重新设计了电路(如图丁),测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正常工作的电流为I1。请完成实验步骤(已知电源电压为U)。
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为________;
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,________,使电流表示数为I1;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;
③则小灯泡的额定功率表达式为P额=________
【答案】 正负接线柱接反了 左 2 最大阻值太小 反 灯泡断路 0.1 0.625 灯丝电阻随温度的升高而变大 调节的滑片
【解析】
(1)①电压表应并联在定值电阻的两端,所以应将定值电阻的左接线柱与电压表的“”接线柱或变阻器下端接线柱连接;如图所示:
②闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表正负接线柱接反了;
③在探究电流与电阻关系时,应保持电压的大小不变,所以当电阻从5Ω换成10Ω时,电阻变大,分压变大,应向左调整滑片,使电压表示数仍为2V;
滑动变阻器在电路中起分压作用,当定值电阻换成20Ω后,变阻器必须继续调大,才能确保定值电阻两端的电压仍为2V,如果无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明她选择的滑动变阻器最大阻值太小了;
④由实验数据可知,当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)①闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明为通路,电压表无示数,说明电压表并联部分短路了,因此产生这种现象的原因是灯泡短路;
②读图乙可知,电流表的量程为00.6A,分度值为0.02A,其示数为0.1A;读图丙可得,当电压为2.5V时,电路中的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W.
③过分析IU图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是灯丝电阻受温度影响,温度越高,灯丝电阻越大;
(3)①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为,保证灯正常发光;②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节的滑片,使电流表示数为I1,此时;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2,则的电阻为;③则小灯泡的额定功率表达式为P额=.