题目内容
5.小宇做“测得小灯泡的电阻”实验(小灯泡上标有2.5V字样).在实验过程中得到了如表所示的几组电压和电流的数据:| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 灯泡两端的电压U(V) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 通过灯泡的电流I(A) | 0.18 | 0.22 | 0.26 | 0.3 | 0.31 | |
| 灯泡发光情况 | 微亮-逐渐变亮 | |||||
(2)在连接电路时,开关应该处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最大阻值处,这是为了增大电路中的电阻,防止电路中电流过大烧坏电路中的元件.
(3)正确连接好电路后.闭合开关,发现灯不发光,故障的原因不可能是B.
A.电流表处有断路
B.电压表与灯泡相连接的导线接触不良
C.小灯泡短接
D.小灯泡的灯丝断了
(4)比较表格中的数据可以看出,在灯丝中的电流逐渐增大的过程中,灯丝的电阻逐渐增大,进一步分析得出:灯丝的电阻随温度的升高而增大.
分析 (1)按实物图画电路图,应注意电路元件的连接方式和顺序;
(2)为保护电路,在连接电路过程中,开关应断开;闭合开关前,滑片应移至最大阻值处;
(3)掌握断路和短路的特点,根据各项分析现象,找出故障的原因;
(4)分析表格中数据,得出灯丝电阻与电流(温度)的关系.
解答 解:(1)由图1知,从电源的正极出发,依次连接滑动变阻器、灯泡、电流表、开关,最后回到电源的负极,电压表与灯泡并联,电路图如下:
;
(2)在连接电路时开关应处于断开状态,这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器;
通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处,由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,在闭合开关前,滑片应移至最右端;
这时,根据欧姆定律公式I=$\frac{U}{R}$可知,电阻越大,电路中的电流就会越小,避免电路中的电流过大烧坏有关元件,才能起到保护电路的作用;
(3)电流表处有开路,灯泡不发光,A有可能;
电压表与灯泡相连接的导线接触不良,灯泡仍发光,电压表示数为零,B不可能;
导线接触不良,灯泡不发光,C有可能;
小灯泡L的灯丝断了,灯泡不发光,D有可能;
(4)由表格中数据知,电路中的电流越大,灯丝的温度越高,灯丝的电阻越大,可得灯丝的电阻随温度的升高而增大.
故答案为:(1)见上图;
(2)断开;最大阻值;增大电路中的电阻,防止电路中电流过大烧坏电路中的元件;
(3)B;
(4)增大;灯丝的电阻随温度的升高而增大.
点评 此题是“测定小灯泡的电阻”实验,考查了电路图的画法、电流表的读数、电阻的计算,同时考查了电路故障的分析及滑动变阻器的应用,是电学实验中常考查的内容.
练习册系列答案
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14.下列知识结构中,错误的是( )
| A. |
| |||||||||||||||||||
| B. |
| |||||||||||||||||||
| C. |
| |||||||||||||||||||
| D. |
| |||||||||||||||||||
15.
在伏安法测电阻的实验中,所用实验器材如下:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关、待测电阻RX、滑动变阻器(最大阻值20Ω)各一个,导线若干.
(1)小丽连接完实验电路后,闭合开关,通过调节滑动变阻器测得几组数据,并由此计算出待测电阻的阻值,有关记录和计算如表所示.
小华认为一个电阻三次测量的结果不可能相差这么大,分析应该是在连接电路时出现了问题,产生错误的原因是电压表与滑动变阻器并联.
(2)找出错误的原因后,小丽准备重新连接电路进行测量,但小华认为不必重测,利用表中记录的错误数据就能算出应该记录的正确数据.表格中错误的数据是电压(填“电压”或“电流”),其中第一次正确的记录应是2.4,此次测量计算出的待测电阻应是10Ω.
(3)实验中三次测量RX的目的是求平均值减小误差.
(4)完成上述测量后,小华还想用伏安法测量一段电阻丝Rx′(约200Ω)的阻值.她把Rx′接入电路中,但发现电路中的电流过小,电流表不能准确读数.为了较准确地测量出待测电阻Rx′,小华又向老师借了一个阻值为R0=100Ω的定值电阻和两个开关,重新设计了一种可行的实验方案,请在虚线框内画出小华完成实验的电路图.(要求:①能够进行多次测量;②实验中电表的位置不动)
(1)小丽连接完实验电路后,闭合开关,通过调节滑动变阻器测得几组数据,并由此计算出待测电阻的阻值,有关记录和计算如表所示.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 3.6 | 2.5 | 1.0 |
| 电流/A | 0.24 | 0.34 | 0.48 |
| 电阻/Ω | 15.0 | 7.4 | 2.1 |
(2)找出错误的原因后,小丽准备重新连接电路进行测量,但小华认为不必重测,利用表中记录的错误数据就能算出应该记录的正确数据.表格中错误的数据是电压(填“电压”或“电流”),其中第一次正确的记录应是2.4,此次测量计算出的待测电阻应是10Ω.
(3)实验中三次测量RX的目的是求平均值减小误差.
(4)完成上述测量后,小华还想用伏安法测量一段电阻丝Rx′(约200Ω)的阻值.她把Rx′接入电路中,但发现电路中的电流过小,电流表不能准确读数.为了较准确地测量出待测电阻Rx′,小华又向老师借了一个阻值为R0=100Ω的定值电阻和两个开关,重新设计了一种可行的实验方案,请在虚线框内画出小华完成实验的电路图.(要求:①能够进行多次测量;②实验中电表的位置不动)