题目内容
4.为了测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率,已知电源是三节干电池串联,滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”,小明同学设计了如图甲所示的电路图.实验中各元件完好,电源电压保持不变.(1)连接电路的过程中开关应断开,请你在图乙中用笔画线代替导线,帮小明同学将电路连接完整(连线不得交叉).
(2)为了观察灯泡正常发光情况和测定其额定功率,操作时应注意手、眼协调动作:即在调节滑动变阻器的同时注意观察电压表的示数;若调节到位时电流表的读数为0.5A,则小灯泡的额定功率为1.25W.
(3)完成实验后,他们两个又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压不变时,电流与电阻的关系”,他把5Ω、10Ω、20Ω的电阻分别接入电路,探究电流与电阻的关系,使电压表的示数如图丙所示,他们能够完成整个实验探究吗?不能,理由探究电流与电阻的关系时,应保持不同定值电阻两端的电压不变,由于变阻器的最大阻值较小,不能对所有定值满足这一条件.
分析 (1)在闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大的位置;
(2)灯在额定电压下的功率为额定功率;根据P额=U额I求灯的额定功率;
(3)探究电流与电阻的关系时,应保持不同定值电阻两端的电压不变,根据分压原理,求出可满足这个条件的定值电阻允许的最大值.
解答 解:(1)对照电路图连接实物图,将变阻器的最大阻值连入电路,如下图所示;![]()
(2)灯在额定电压下的功率为额定功率,为了观察灯泡正常发光情况和测定其额定功率,操作时应注意手、眼协调动作:即在调节滑动变阻器的同时注意观察电压表的示数;若调节到位时电流表的读数为0.5A,则小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.5A=1.25W;
(3)探究电流与电阻的关系时,应保持不同定值电阻两端的电压不变,图丙中电压表小量程的分度值为0.1V,示数为1.5V,即保持1.5V变,因电源电压为3×1.5V=4.5V,所以变阻器要分去
4.5V-1.5V=3V的电压,根据分压原理,变阻器连入电路中的阻值应为定值电阻的$\frac{3}{1.5}$×R定=2R定,而滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”,即连入电路中的最大阻值为20Ω,故定值电阻的最大值为$\frac{20Ω}{2}$=10Ω,即对20Ω的定值电阻,无论怎样移动滑片,都不能使电压为1.5V,所以不能完成整个实验.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)电压表示数;1.25;
(3)不能;探究电流与电阻的关系时,应保持不同定值电阻两端的电压不变,由于变阻器的最大阻值较小,不能对所有定值满足这一条件;
点评 本题测量小灯泡的电功率,考查电路的连接、操作过程、控制变量法、器材的规格要求,最后一问是本题的难点,要注意语言表述的完整性.
练习册系列答案
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9.在探究“决定电阻大小的因素”问题时,某同学选择了如下表所列的材料:
(1)为了研究电阻与导体长度有关,选择的两根导体是A、D;
(2)为了研究电阻与导体材料有关,选择的两根导体是A、C;
(3)为了研究电阻与导体横截面积有关,选择的两根导体是A、B;本次实验采用了物理学中常用的控制变量法进行研究.(填研究方法)
| 编号 | A | B | C | D |
| 材料 | 镍铬 | 镍鉻 | 锰铜 | 镍铬 |
| 长度 | 2米 | 2米 | 2米 | 1米 |
| 横截面积 | 1平方毫米 | 2平方毫米 | 1平方毫米 | 1平方毫米 |
(2)为了研究电阻与导体材料有关,选择的两根导体是A、C;
(3)为了研究电阻与导体横截面积有关,选择的两根导体是A、B;本次实验采用了物理学中常用的控制变量法进行研究.(填研究方法)
16.女同学说话的声音“尖细”( )
| A. | 振幅大 | B. | 音色美 | C. | 频率高 | D. | 响度大 |