题目内容
20.实验桌上有如下器材:电源、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干.小明利用这些器材进行如下实验:(1)测量小灯泡的额定功率:实验电路如图1所示.
①连接电路前,开关应断开,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;
②连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V;此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的功率P=0.5W.
(2)小明调节滑动变阻器测出多组数据,绘出了小灯泡电压与电流关系的图象如图3所示,则图中有关小灯泡功率P的图象正确的是B(选填“A”、“B”或“C”).
分析 (1)①连接电路时,为保护电路,开关应断开;滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值.
②若测量小灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于额定电压.
③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,根据P=UI计算出灯泡的额定功率.
(2)由R=$\frac{U}{I}$可知通过小灯泡电流与小灯泡两端电压关系的图象如图1所示,根据R=$\frac{P}{{I}^{2}}$和R=$\frac{{U}^{2}}{P}$,已知P与I2和P与U2的图象与图象1进行比较,小灯泡阻值的变化应该相同.
解答 解:(1)①连接电路时,开关应处于断开状态,并且滑动变阻器滑片应放在变阻器的阻值最大位置;
②连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V;
③根据图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.2A;
灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
(2)由图1可知,灯泡的电阻随电流、电压的增大而增大;
由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知,灯泡的电阻应该随电压平方、功率的增大而减小,但由图A可知,灯泡的电阻与功率和电压的平方无关,故A不符合题意;
由R=$\frac{P}{{I}^{2}}$可知,灯泡的电阻应该随功率、电流平方的增大而增大,故B图符合题意;
由R=$\frac{P}{{I}^{2}}$可知,灯泡的电阻应该随功率、电流平方的增大而增大,故但由图B可知,灯泡的电阻与功率和电流的平方无关,故C不符合题意.
故答案为:①断开;②电压表示数为2.5V;(2)B.
点评 此题测量小灯泡的额定功率,首先要掌握公式P=UI,会计算小灯泡的额定功率.同时考查了学生对额定电压、额定电流、额定功率的理解.在分析P与电流的平方、电压的平方关系图象时,可以根据电阻的变化趋势进行分析.
| A. | 金属导体中电流方向跟自由电子定向移动方向相反 | |
| B. | 导体容易导电,是因为导体中有大量的自由电子 | |
| C. | 电阻中有电流通过时,电阻两端一定有电压 | |
| D. | 电灯两端有电压时,电灯中一定有电流 |
| A. | 超导体 | B. | 半导体 | C. | 金属 | D. | 陶瓷 |
猜想一:可能与铅球掷出的速度有关
猜想二:可能与铅球掷出的角度有关
(1)请你就这一问题大胆提出不同于小雨的猜想:还可能与铅球掷出的高度(或力的大小)有关.
(2)为了检验自己的猜想是否正确,小雨制作了一个小球弹射器,如图所示.它固定在铁架台的一定高度处,能使小球以大小不同的速度和方向射出,小球射出的方向的夹角θ可由固定在铁架台上的量角器读出.通过实验得到如下数据:
| 实验序号 | 射出速度v/(m﹒s-1) | 射出角度θ | 射出的水平距离s/m |
| 1 | 10 | 30° | 10.1 |
| 2 | 10 | 45° | 10.9 |
| 3 | 10 | 60° | 9.2 |
| 4 | 15 | 30° | 21.0 |
| 5 | 15 | 45° | 23.4 |
| 6 | 15 | 60° | 20.0 |
②通过比较实验序号为1﹑2和3的实验数据,可以验证猜想2是正确的;
③通过分析实验数据,可以初步得出:在射出速度相同的情况下,射出方向与水平方向夹角为45°时,射出的水平距离最大.
(3)请你再举出一个应用该实验的实例:投掷实心球、标枪等.
(1)实验小组的同学在讨论“如何测量气泡从0点运动到10cm、20cm、30cm和40cm处所用的时间?”,甲同学的方案是“将玻璃管翻转竖直放置后立即计时如图(1)”;乙同学的方案是“将玻璃管翻转竖直放置后,等气泡运动上升一定距离开始计时如图(2)”.
乙同学的方案正确.
(2)按照正确的方案,测得的数据如表,负责记录的同学漏记一次的时间,你认为这个数据可能是15,依据是气泡在运动时路程和时间近似成正比.
| 从O点开始的路程s/cm | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| 从O点开始计时的时间t/s | 0 | 5 | 10 | 20 |