题目内容

【题目】利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压U为6V且保持不变,实验用到的电阻的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω,滑动变阻器的规格为“0~50Ω”:

(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整;

(_______)

(2)为完成整个实验,应利用滑动变阻器控制两端的电压至少保持_______V不变;

(3)连好电路后闭合开关,发现电流表和电压表在电路中位置颠倒,则闭合开关后,电流表______示数,电压表_______示数;(选填“有”或“没有”)

(4)完成上述实验后,小明又利用上述器材重新设计了电路(增加了一个开关)如图丙,测量另一只小灯泡的额定功率,已知这只小灯泡正常工作的电流为。请完成实验步骤:

①只闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,____________________ ;

②只闭合开关S2,______________________,读出电流表的示数为;

③则小灯泡的额定功率表达式为____________________;

(5)小张同学在进行实验时,还发现灯丝的电阻随温度的升高而增大。当通过小灯泡的电流为额定电流的一半时,小灯泡的功率为,当小灯泡两端电压为额定电压一半时,小灯泡的功率为,则_____________(选填“大于”、“等于”、“小于”)。

【答案】 2 没有 有 直至电流表A读数为 保持滑片P不动 小于

【解析】

(1)[1]由电路图知,电流表、定值电阻、滑动变阻器串联接入电路,根据欧姆定律可得:实验电路中的最大电流为

故电流表的量程应选择0~0.6A,即将定值电阻左接线柱与电流表0.6A接线柱相连,如下图所示。

(2)[2]滑动变阻器的最大值与25Ω的电阻串联时,滑动变动器分得的电压最小,根据串联电路分压的规律可得,电压表示数的最小值为

最小值为

(3)[3][4]连好电路后闭合开关,发现电流表和电压表在电路中位置颠倒,则此时电流表与电阻R并联,电阻被短路;电压表串联接入电路,相当于电路断路,电压表测电源电压,故电压表有示数,电流表没有示数。

(4)①[5]只闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,直至电流表A读数为。

②[6]只闭合开关S2,保持滑片P不动,读出电流表的示数为。

③[7]变阻器接入电路的电阻为

只闭合开关S1时,变阻器两端的电压为

灯两端的电压为

则灯的额定功率为

(5)[8]由于灯泡的电阻随温度的升高而增大,由可知,灯泡实际电流等于额定电流一半时,实际功率

由可知,灯泡的实际电压等于额定电压一半时,它的实际功率

故

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