题目内容
11.某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验.实验中电源电压为6V且恒定不变;滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外,在不同的实验中作用各不相同.(1)第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,将答题卡图乙中的实物图连接完整;该实验中滑动变阻器的另一个作用是改变电阻的电压和电流.
(2)第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”.他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记下电流表示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.该实验中滑动变阻器的另一个作用是控制电阻两端的电压为2.5V不变;为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器.
(3)第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率.他们在A、B间接入2.5V的小灯泡,正确连接电路,实验步骤及操作都正确.闭合开关后,发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压,小灯泡发光较亮,出现这种现象的原因是滑动变阻器的规格太小;该组同学经过讨论后,调整实验器材继续实验,闭合开关后,调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率为0.6W.
分析 (1)将电流表、滑动变阻器与灯泡串联,电流表的量程和正负接线柱的接法,根据要求确定滑动变阻器下面的接线柱;
据该实验中的实际情况分析变阻器的作用即可;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;
根据串分压的知识,当电阻值最大时,所需变阻器的阻值最大;
(3)闭合开关前,应将变阻器的滑片移至最大阻值处;
根据图丁读出电流表的示数,由P=UI计算出电功率的值.
解答 解:(1)在该实验中,滑动变阻器必须串联在电路中,且接法是一上一下,电压表与电阻并联,如图所示:![]()
为减小误差,应改变电阻两端的电压和通过的电流,多测几组数据,求电阻的平均值,所以变阻器除了保护电路的作用外,还有改变电阻的电压和电流的作用;
(2)由图知,电阻两端的电压始终保持U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,可知变阻器除了保护电路外,另一个作用是控制电阻两端的电压为2.5V不变;
由图象知,当电阻的阻值为25Ω时,电路中的电流为0.1A,此时变阻器的阻值最大,可知其最大阻值为:R最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.1A}$=35Ω;
(3)闭合开关后,发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压,小灯泡发光较亮,说明变阻器的阻值太小,由图丁知,电流表的示数为0.24A,可知小灯泡的额定电功率为:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W.
故答案为:(1)见上图;改变电阻的电压和电流;(2)控制电阻两端的电压为2.5V不变;35;(3)变阻器的规格太小;0.6.
点评 本题是有关电学实验的综合考查,主要考查了电路的连接、滑动变阻器的作用、欧姆定律的应用及电功率的计算.滑动变阻器在不同的实验中有不同的作用,应根据实际情况进行分析.
练习册系列答案
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10.
某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给液体甲和乙加热.实验中所测数据如下表:
①分析第1、4次,第2、5次或第3、6 次实验数据.某同学认为:加热相同的时间时,乙升高的温度高一些,这说明乙吸收的热量多一些.这位同学的判断是否正确?请说明理由不正确;实验中使用的电加热器相同,加热相同的时间,甲乙两种液体吸收的热量相等.
②通过分析比较第1、2次和第4、5次实验数据可知,液体吸收的热量多少与温度的变化量有关,甲的吸热能力更强.(选填“甲”或“乙”)
③端午节,小宁在烈日当空的沙湖边玩耍,他发现沙子烫脚,而湖水却是凉凉的,这是为什么?
| 液体 | 次数 | 质量m/kg | 升高的温度△t/℃ | 加热的时间t/min |
| 甲 | 1 | 0.1 | 5 | 1 |
| 2 | 0.1 | 10 | 2 | |
| 3 | 0.2 | 10 | 4 | |
| 乙 | 4 | 0.1 | 10 | 1 |
| 5 | 0.1 | 20 | 2 | |
| 6 | 0.2 | 20 | 4 |
②通过分析比较第1、2次和第4、5次实验数据可知,液体吸收的热量多少与温度的变化量有关,甲的吸热能力更强.(选填“甲”或“乙”)
③端午节,小宁在烈日当空的沙湖边玩耍,他发现沙子烫脚,而湖水却是凉凉的,这是为什么?
11.关于物体沉浮条件,下列分析合理的是( )
| A. | 橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的 | |
| B. | 轮船从长江驶入东海,吃水深度变大 | |
| C. | 浸在水中的物体不一定受到浮力的作用 | |
| D. | 潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉 |
6.
图甲是测量小灯泡(U额=2.5V)电阻的电路,电源电压恒为4V.
(1)请将图甲中的电路连接完整.(要求滑片P向右滑动时小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)下表是记录的部分实验数据,图乙是第1次实验中电流表的示数,该示数为0.24A,这5次实验中,小灯泡电阻的最大值为10.42Ω(结果保留两位小数).为了完成这5次实验,应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器.
(1)请将图甲中的电路连接完整.(要求滑片P向右滑动时小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)下表是记录的部分实验数据,图乙是第1次实验中电流表的示数,该示数为0.24A,这5次实验中,小灯泡电阻的最大值为10.42Ω(结果保留两位小数).为了完成这5次实验,应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压U/V | 2.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 |
| 电流I/A | 0.22 | 0.19 | 0.16 | 0.10 |
20.小明猜想“液体的密度ρ越大,其比热容C也越大”,他查到了一些液体的密度如表.
由于不知道表中各种液体之间比热容的大小关系,需要用实验方法得到.
实验器材:铁架台(带铁圈)、石棉网、温度计、细线、火柴、烧杯、秒表、天平和砝码(以上每一种器材数量足够、规格相同);火焰相同的酒精灯若干;加热功率相同的电热器若干只;密度表中所给出的各种液体足量.实验中,小明选取的三种液体分别是煤油、植物油和水.
(1)请完成以下实验要求:a.比较比热容大小的实验原理是:c=$\frac{Q}{m△t}$.
b.实验中要控制的变量是:保持液体的质量和升高的温度相同,再观察加热时间的长短来显示液体吸收热量的多少.
c.所以实验中通过加热时间的长短(或液体吸收的热量)来间接知道液体的比热容大小.
d.加热的设备有两种,分别是酒精灯和电热器,你认为选电热器好,理由这种热源产生的热量稳定.
(2)如果测量的结果与小明的猜想相矛盾,则测出的两个物理量大小关系会有很多种,请写出其中一种:△t煤油=△t植物油=△t水.
(3)如果小明选取煤油、酒精和水这三种液体做实验,会存在什么问题?答:酒精和煤油的密度相等,无法比较比热容和密度的关系.
| 物 质 | 密度ρ /kg•m-3 | 物 质 | 密度ρ /kg•m-3 |
| 水 | 1.0×103 | 柴油 | 0.8×103 |
| 煤油 | 0.8×103 | 汽油 | 0.71×103 |
| 植物油 | 0.9×103 | 酒精 | 0.8×103 |
实验器材:铁架台(带铁圈)、石棉网、温度计、细线、火柴、烧杯、秒表、天平和砝码(以上每一种器材数量足够、规格相同);火焰相同的酒精灯若干;加热功率相同的电热器若干只;密度表中所给出的各种液体足量.实验中,小明选取的三种液体分别是煤油、植物油和水.
(1)请完成以下实验要求:a.比较比热容大小的实验原理是:c=$\frac{Q}{m△t}$.
b.实验中要控制的变量是:保持液体的质量和升高的温度相同,再观察加热时间的长短来显示液体吸收热量的多少.
c.所以实验中通过加热时间的长短(或液体吸收的热量)来间接知道液体的比热容大小.
d.加热的设备有两种,分别是酒精灯和电热器,你认为选电热器好,理由这种热源产生的热量稳定.
(2)如果测量的结果与小明的猜想相矛盾,则测出的两个物理量大小关系会有很多种,请写出其中一种:△t煤油=△t植物油=△t水.
(3)如果小明选取煤油、酒精和水这三种液体做实验,会存在什么问题?答:酒精和煤油的密度相等,无法比较比热容和密度的关系.