题目内容

14．小宇和同学们在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：三节新干电池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的电阻各一个，滑动变阻器一个，电流表使用0～0.6A的量程，电压表使用0～3V的量程，开关和导线若干．请你和他一起完成下列实验：

（1）小宇连成如图乙所示的电路，他刚要闭合开关，同组的小红提醒他，实物连接有一处错误，请在错误的导线上划“×”，并画出正确的连线．
（2）在实验过程中，控制定值电阻两端的电压为2V不变，当小宇用20Ω的定值电阻替换了15Ω的定值电阻后，继续进行实验，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法降低到2V，原因是滑动变阻器的最大阻值太小．
（3）小宇在实验时，用额定电压为“2.5V”的小灯泡L1替换定值电阻，想测量L1的额定功率，可是不慎电压表掉在地上摔坏了，老师又给他提供了一个标有“2.5V  1.25W”的小灯泡L2和两个开关S1、S2，让他设计测量方案，他灵机一动，设计了如图丙所示的电路图，同样完成了实验，请你将下列实验过程补充完整；
①闭合开关S、S2，断开S1（填S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.5A；
②闭合开关S、S1，断开S2（填S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡L1额定功率的表达式P额=2.5V×（I-0.5A）．

分析 （1）实验中，电压表应与电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）根据串联电路中电阻越大分得的电压越大，分析电压表的示数无法降低到2V的原因；
（3）由电路图可知，开关S、S2闭合，断开S1时，两灯泡并联后与滑动变阻器串联，电流表测L2的电流，调节滑动变阻器使通过灯泡L2的电流等于额定电流时并联部分的电压为2.5V；保持滑片的位置不变，闭合开关S、S1闭合，断开S2时，两灯泡扔并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过L1的电流，根据P=UI求出灯泡L1额定功率．

解答 解：（1）由图乙可知，电压表没有只测电阻两端的电压，且滑动变阻器连接错误，正确的如下图所示：

（2）因串联电路中，电阻越大分得的电压越大，所以电压表的示数无法降低到2V的原因是滑动变阻器的最大阻值太小；
（3）由电路图可知：
①当开关S、S2闭合，断开S1时，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数I2=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，此时并联部分的电压为2.5V；
②保持滑片的位置不变，闭合开关S、S1，断开S2时，两灯泡仍并联，电流表测干路电流I；
③因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过L1的电流：I1=I-I2=I-0.5A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，L1额定功率：P额=UI1=2.5V×（I-0.5A）．
故答案为：（1）如上图所示；（2）滑动变阻器的最大阻值太小；（3）①闭合开关S、S2，断开S1；0.5；②闭合开关S、S1，断开S2；③2.5V×（I-0.5A）．

点评 本题考查了探究电流与电阻关系的实验和测量小灯泡额定功率的实验，明白图丙电路图的工作原理是关键．

练习册系列答案
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14．如图所示实验情景中，用来研究磁场对电流作用的是（　　）
A．B．C．D．
15．随着人民生活水平的提高，轿车已逐渐进入百姓家庭，如图是小华家购买的一辆小轿车，他发现轿车的外形类似于飞机的机翼．则轿车在快速行驶过程中，轿车上方空气的流速大于轿车下方空气的流速，因而轿车对地面的压力小于轿车的重力．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
2．以下是选择题，（1）为多选，（2）（3）为单选
（1）在“用电流表、电压表小灯泡测电阻”的实验中，滑动变阻器能起到的作用是ACD．
A．改变电路中的电流
B．改变被测电阻的阻值
C．改变被测电阻两端的电压
D．保护电路
（2）某同学在做“用伏安法测电阻”实验时，误将电流表和电压表位置调换了位置，闭合开关S后，下列现象中会发生的是D．
A．电压表烧坏
B．电流表烧坏
C．小灯泡烧坏
D．小灯泡不亮
（3）进行物理实验时，正确的操作是获取实验数据的前提．在“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验中，下列操作中有问题的是D．
A．连接电路的过程中，开关应处于断开状态
B．闭合开关前，变阻器阻值调到最大处
C．电流表要与待测电阻串联，电压表要与待测电阻并联
D．试触时发现电流表指针反向偏转，电压表正常，只需断开电路，将电池正、负极对调．
9．小岩利用“伏安法”测量定值电阻R的阻值．
（1）请你添加一条导线，将图甲所示的实物图补充完整；
（2）闭合开关S前，应把图甲中滑片P置于最左（选填“左”或“右”）端；
（3）检查电路连接正确后，闭合S，滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为2.6V，电流表的示数为0.26A，电阻R的阻值为10Ω，此时R的电功率为0.676W．
19．某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压为4.5V不变．

（1）在探究“导体中的电流跟两端电压的关系”时，选用了某一定值电阻，连接电路闭合开关后，移动变阻器的滑片P，当电流表的示数是0.28A时，电压表的示数如图乙所示，这时定值电阻两端的电压是2.8V．
（2）在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，控制定值电阻两端电压3V不变，选用的电阻是5Ω、10Ω、15Ω．把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向右（填“左”或“右”）移动，目的是使电阻两端的电压保持不变． 若要完成整个实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为7.5Ω．
（3）上述探究结束后，该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”，设计的电路如图丙所示，探究“电功率跟电流、电压的关系”．
①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系，通过灯的亮度判断来电功率的大小．
②为了探究电功率与电流的关系，小明认为，利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器，改变电流观察灯L1或L2亮度的变化，即可得出结论．你认为小明做法不合理（选填“合理”或“不合理”），理由是没有保证灯泡的电压不变．
6．如图是研究小灯泡电流与电压关系的实验装置，灯泡上标有“3.0V”字样，电源电压恒定．

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的器材连成完整的电路．
（2）闭合开关S，发现小灯泡发光，电压表有示数，电流表示数为0．电路中存在的故障是电流表短路；
（3）排除故障后，测出小灯泡在不同电压下的电流，并填入表．其中第四次实验电流表的示数如图2所示，此时灯泡灯丝的电阻为12.5Ω．
实验次数12345
电压U/V1.01.52.02.53.0
电流I/A0.100.140.170.22
（4）由实验数据可得：小灯泡两端电压变大，通过它的电流会变大，其电阻值变大（均填“变大”、“变小”或“不变”）；灯泡的额定功率为0.66W．
3．关于电流和电路的说法，下列正确的是（　　）
A．电路两端有电压，电路中一定有电流
B．金属能够导电，是因为金属内部有大量的自由电子
C．物理学规定正电荷的运动方向为电流的方向
D．一般电路由电源、用电器和导线三部分组成
4．根据天气预报，台风中心以10m/s的速度向某地移动，8时台风中心距离该地130km，预计在什么时间台风将到达该地？

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