题目内容
12.在用“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V.(1)如图甲所示,以笔画线代替导线将实物图连接完整(要求滑片向右移时灯泡亮度变亮);
(2)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表示数(如图乙所示)为0.2A,则小灯泡的灯丝电阻为12.5Ω;
(3)如果缺少电压表,小军发现利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样可以测出小灯泡的电阻,原理如图丙所示.闭合开关后,小军读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则小灯泡L两端的电压的表达式为(I1-I2)R0,电阻的表达式为$\frac{({I}_{1}-{I}_{2}){R}_{0}}{{I}_{2}}$.(用字母表示)(小灯泡的电阻不受温度影响)
分析 (1)电压表与灯泡并联,根据灯泡的额定电压判断电压表应选择的量程;
滑动变阻器向右滑动,小灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路阻值变小,故将滑动变阻器的右下接线柱接入电路;
(2)根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数,然后根据欧姆定律的变形公式求出灯泡的阻值;
(3)由并联电路特点可以求出流过定值电阻的电流,然后由U=IR可求出定值电阻两端,即电源电压;然后由欧姆定律求出定值电阻的阻值.
解答 解:(1)由图知,大部分电路已连接,只需要将电压表与灯泡并联即可,由于灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择0~3V量程;
滑片向右移时灯泡亮度变亮,说明滑动变阻器接入电路阻值变小,则使滑动变阻器的右下接线柱与灯泡的左接线柱相连,如下图所示:![]()
(2)根据图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A;
由I=$\frac{U}{R}$可知,小灯泡的阻值:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω.
(3)由图可知:电阻R0与灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡的电流;
由并联电路的特点知,流过定值电阻R0的电流I0=I1-I2,
由I=$\frac{U}{R}$可知,电源电压U=UL=U0=I0R0=(I1-I2)R0;
灯泡电阻RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{2}}$=$\frac{({I}_{1}-{I}_{2}){R}_{0}}{{I}_{2}}$.
故答案为:(1)如上图;(2)0.2;12.5;(3)(I1-I2)R0;$\frac{({I}_{1}-{I}_{2}){R}_{0}}{{I}_{2}}$.
点评 此题考查了伏安法测量电阻,包括实物图的连接和电流表的读数以及欧姆定律的应用,属于电学的重点实验,但难度不大.
| 实验序号 | “路面”材料 | 小车运动的路程(cm) |
| 1 | 棉布 | 40 |
| 2 | 木板 | 70 |
| 3 | 玻璃 | 110 |
(2)通过分析1、2两组数据,可以判断出小车在木板上受到的阻力小于(选填“大于”“小于”或“等于”)在棉布上受到的阻力.
(3)如果有一种“路面”材料比玻璃更光滑,则小车运动的路程将大于(选填“大于”“小于”或“等于”)110cm.
(4)如果小车从斜面上滑下,滑上绝对光滑的水平“路面”,即不受阻力作用,小车将做匀速直线运动.
| A. | 2×103J | B. | 2×102J | C. | 0J | D. | 2×104J |
如图1是一种草坪喷水器,它是通过向外喷水而使自身转动的.小明和小芳为了探究草坪喷水器的旋转速度与哪些因素有关,设计了如下实验:在离可乐罐底1cm的罐体上,用如图2所示的方法打一个孔,将细绳系在可乐罐的罐顶中心,把可乐罐浸入水中,灌满水后,快速把可乐罐提到水面上方,如图3所示,将可乐罐在10s内旋转的圈数记入下表中.改变孔的大小和数目,重复上述实验,得到如表数据.
(1)通过分析表中第1、4、6(或2、5、7)次的实验记录,可以得出:孔的数量一样时,孔越大,转速越快;
(2)通过分析表中第1、2、3次的实验记录,可以得出:孔的大小 一样时,孔的数量越多可乐罐的转速越快;
(3)实验中,在可乐罐上打孔时,钉子戳入罐体后,要以罐体的直径为基准旋转90°,这样做的目的是使罐体受到的作用力的力臂最大;
| 实验 次数 | 孔的 大小 | 孔的 数量 | 10秒可乐罐 旋转圈数 |
| 1 | 小 | 1 | 11 |
| 2 | 小 | 2 | 15 |
| 3 | 小 | 3 | 21 |
| 4 | 中 | 1 | 15 |
| 5 | 中 | 2 | 26 |
| 6 | 大 | 1 | 22 |
| 7 | 大 | 2 | 30 |
| A. | 使用甲机械省力 | |
| B. | 使用甲机械做功快 | |
| C. | 在相同的时间内,使用甲机械完成的功多 | |
| D. | 乙机械的额外功在总功中占的比例大 |
| A. | 动能减少,重力势能增加,机械能增加 | |
| B. | 动能减少,重力势能增加,机械能不变 | |
| C. | 动能不变,重力势能增加,机械能不变 | |
| D. | 动能减少,重力势能增加,机械能减少 |