题目内容
13.实验室提供的器材有:标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压U=6V)、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干.(1)①小明连接如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
②故障排除后,小明闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,这时通过小灯泡的电流为0.26A,额定功率为0.65W.
(2)小华用实验室提供的器材要测出一只电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路.要想准确测出Rx的阻值,应在电路A、B间接电阻箱(选填“定值电值”、“滑动变阻器”或“电阻箱”),理由是能读出多个电阻值.实验中需要测量的物理是Rx两端的电压Ux和电阻箱接入电路的阻值RAB(写出物理量的名称和符号),Rx的表达式是Rx=$\frac{1}{3}$($\frac{{U}_{x1}}{6V-{U}_{x1}}$•RAB1+$\frac{{U}_{x2}}{6V-{U}_{x2}}$•RAB2+$\frac{{U}_{x3}}{6V-{U}_{x3}}$•RAB3).
分析 (1)①本实验中电压表应与灯泡并联,由图甲分析错误之处并修改;
②根据电流表量程和分度值读出;
(2)由图知,电压表测Rx两端电压,根据串联电路特点和欧姆定律分析AB间接入的元件,同时考虑取多次测量以减小误差.
解答 解:
(1)①测量小灯泡的额定功率的实验中,电压表应与灯泡并联,由图甲知电压表测总电压了,修改电路连接如图所示:![]()
②由图乙知,电流表使用0-0.6A量程,分度值0.02A,灯泡正常发光时通过的电路为0.26A,
所以灯泡额定功率:P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(2)要想准确测出Rx的阻值,可以采取取多次测量Rx阻值,再取平均值;
由图知:Rx与AB部分串联,电压表测Rx两端电压,由题又知电源电压,可以根据串联电路电流处处相等,通过计算AB部分电流得到Rx的电流,再利用欧姆定律计算Rx的阻值.
为满足以上两个要求应选用电阻箱;
实验步骤:
将变阻箱接入AB间,三次调节变阻箱并读出连入阻值和电压表的示数(RAB1、Ux1;RAB2、Ux2;RAB3、Ux3),根据串联电路特点计算每次测出Rx的阻值.
Rx1=$\frac{{U}_{x1}}{{I}_{1}}$=$\frac{{U}_{x1}}{\frac{6V-{U}_{x1}}{{R}_{AB1}}}$=$\frac{{U}_{x1}}{6V-{U}_{x1}}$•RAB1,
同理:Rx2=$\frac{{U}_{x2}}{6V-{U}_{x2}}$•RAB2,Rx3=$\frac{{U}_{x3}}{6V-{U}_{x3}}$•RAB3,
所以Rx=$\frac{1}{3}$($\frac{{U}_{x1}}{6V-{U}_{x1}}$•RAB1+$\frac{{U}_{x2}}{6V-{U}_{x2}}$•RAB2+$\frac{{U}_{x3}}{6V-{U}_{x3}}$•RAB3)
故答案为:(1)①见上图;②0.26;0.65;
(2)电阻箱;能读出多个电阻值;Rx两端的电压Ux和电阻箱接入电路的阻值RAB;
Rx=$\frac{1}{3}$($\frac{{U}_{x1}}{6V-{U}_{x1}}$•RAB1+$\frac{{U}_{x2}}{6V-{U}_{x2}}$•RAB2+$\frac{{U}_{x3}}{6V-{U}_{x3}}$•RAB3)
点评 本题是测灯泡功率的实验,考查了实物连接、电表读数、电功率计算以及特殊方法测电阻的实验设计.第2问是本题的难点,关键是知道有电压表和已知阻值的电阻,能根据串联电路特点和欧姆定律设计实验方案.
(1)实验时,让光贴着纸板入射的目的是为了显示光路.
(2)如果纸板没有与平面镜处置放置,当光贴着纸板沿EO入射时,在纸板NOF面上不能(选填“能”或“不能”)看到反射光.
(3)小梦想探究反射光线与入射光线是否同一平面内,她应该将纸板NOF前后翻转,观察纸板NOF是否有反射光线.
(4)如果小梦想验证发射现象中光路是否可逆,她应该让光线沿着FO方向射向镜面,若反射光线沿着OE方向射出,则光路是可逆的.
(5)实验中,同组的小伟同学选择了不同的入射角,分别进行实验,结果得到了不同的数据,如表所示.经检查,四次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背.你认为其中的原因是将反射光线与镜面的夹角当成反射角了.
| 实验次数 | 入射角 | 反射角 |
| 1 | 20° | 70° |
| 2 | 30° | 60° |
| 3 | 45° | 45° |
| 4 | 60° | 30° |
甲同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”的.
乙同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“50Ω 1A”的.
丙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“50Ω 1A”的.
(1)你认为同学乙(选填“甲”、“乙”或“丙”)的观点是合理的.请以笔画线代替导线,将图乙中的实物连接起来.
(2)请你对其他两位同学的观点进行评估.
(3)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,则出现故障的原因可能是小灯泡断路了.
(4)移动滑动变阻器的滑片得到了一组电压和电流的数据,并填入设计的表格
| 次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 平均电功率P/W |
| 1 | 4.8 | 0.25 | ||
| 2 | 6 | 0.3 | ||
| 3 | 7.5 | 0.32 |
| A. | 打开醋瓶能闻到酸味--分子在不停地运动着 | |
| B. | 用高压锅煮饭--利用增大气压,提高水的沸点 | |
| C. | 炎热的夏天,看到刚从冰箱里拿出的冰棍冒“白气”--是一种汽化现象 | |
| D. | 利用地暖提升房间的温度--通过热传递方式改变物体的内能 |