题目内容

【题目】小聪在“探究电流和电阻的关系”的实验中,连接电路,如图甲所示。可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω。

(1)请你用笔划线代替导线,把图甲所示的电路补充完整____(要求滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路中的阻值变大);

(2)他把5Ω的电阻连入电路后,将滑动变阻器阻值调到最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为0,其原因可能是______。排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求,此时,电流表的示数为0.4A;

(3)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向____(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为_____V为止,记录电流表的示数;

(4)完成上述实验之后,小聪想测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为U额。他又找来一个阻值为R0的定值电阻,设计了电路图乙。请补全实验步骤并写出表达式:

①只闭合开关S和___(选填“S1”或“S2”),移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_________(用已知量字母表示),此时小灯泡正常发光;

②只闭合开关S和__(选填“S1”或“S2”),保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数I;

③小灯泡额定功率的表达式是P额=_________。(用已知量和所测物理量符号表示)

【答案】 定值电阻断路 右 2 S2 S1

【解析】

(1)[1]因要求滑片向右移动时连入电路中的阻值变大,故滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联,如下所示:

。

(2)[2]电流表无示数而电压表有示数,则故障原因可能是定值电阻断路;此时电压表测量电源电压。

(3)[3]探究电流与电阻的关系时,应该控制定值电阻两端的电压不变,拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻,闭合开关后定值电阻两端的电压变大,此时应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向右端移动,使定值电阻两端的电压不变。

[4]由(2)可知,当接入5Ω的电阻时,电流表的示数是0.4A,由欧姆定律得,此时定值电阻两端的电压是

可知,实验中定值电阻两端的电压保持2V不变,所以将滑动变阻器的滑轮向右端移动时,直到电压表的示数为2V为止,记录电流表的示数。

(4)①[5][6]②[7]实验步骤:①只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ,此时小灯泡正常发光;②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数I。

③[8]在①中,电流表测定值电阻的电流,根据欧姆定律的变形公式,,定值电阻的电压为

根据并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;在②中,电流表测灯与定值电阻并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律灯的额定电流为

小灯泡额定功率的表达式

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