题目内容

17.如图所示,小亮利用电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源、阻值不同的电阻及导线等实验器材,探究电流与电压、电阻的关系.
(1)请你用笔画线代替导线,帮小亮完成实物电路的连接.要求滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表的示数变小,导线不能交叉;
(2)小亮正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片P,电流表的示数始终为0,电压表的示数约为3V,实验所用导线完好无损,则电路中出现的故障是R断路.
(3)实验中,滑动变阻器具有保护电路的作用.另外,在探究电流与电压的关系时,通过移动滑片P来改变定值电阻两端电压;在探究电流与电阻的关系时,通过移动滑片P来控制电阻两端电压不变;
(4)小亮将电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡,想测量它的额定功率.为此,需要对原电路进行两处改动:一是增加一节干电池,二是电压表换接0~15V的量程(或把电压表并联在滑动变阻器的两端).

分析 (1)探究电流与电压、电阻的关系时,电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路电流;根据电源电压确定电压表的量程;
当滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器接入电路的阻值变大,故需将右下接线柱接入电路;
(2)电流表示数为零,说明电路出现断路故障;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,据此判断断路的位置;
(3)探究电流与电压的关系时,需保持电阻不变;探究电流与电阻的关系时,需保持电阻两端电压不变;
(4)题目中告诉小灯泡的额定电压,要注意分析电压表的量程及电源电压.

解答 解:(1)因为电源电压为3V,所以电压表量程选择0~3V的量程;
使滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻R的右接线柱相连,电压表的3V接线柱与R的右接线柱相连,如下图所示:

(2)闭合开关,无论怎样移动滑片P,电流表的示数始终为0,说明电路某处发生断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,说明R断路;
(3)探究电流与电压的关系时,通过移动滑片P来改变定值电阻两端电压;
在探究电流与电阻的关系时,通过移动滑片P来控制电阻两端电压不变;
(4)额定电功率是小灯泡在额定电压下实际的功率,小灯泡两端的电压必须达到它的额定电压,测一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡的额定功率,小灯泡两端的电压必须能达到3.8V,因此电源必须增加一节干电池,此时电源电压成了1.5V×3=4.5V,电压表的量程也应选择0~15V;或者电压表的量程不变,把电压表并联在滑动变阻器的两端,当电压表示数为0.7V,灯泡两端电压为3.8V.
故答案为:(2)R断路;(3)定值电阻两端电压;电阻两端电压不变;(4)增加一节干电池;电压表换接0~15V的量程(或把电压表并联在滑动变阻器的两端).

点评 (1)连接实物电路图时,开关断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,电压表根据电源电压选量程,电流表根据电路中最大电流选量程;
(2)掌握控制变量法的应用,理解额定功率的物理意义,会测量用电器的额定功率.

练习册系列答案
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7.阅读短文,回答问题:
为节约能源.某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中.表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率.耗油量是指汽车正常行驶l00km消耗燃油的体积.测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek一s图象,如图所示.
(1)发电机的工作原理电磁感应.发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为内能.
(2)汽车正常行驶100km,消耗燃油的质量为6.3kg,完全燃烧这些燃油产生的热量为2.898×108J(燃油的密度ρ=0.7×103 kg/m3,热值q=4.6×107J/kg).
(3)测试时,汽车在大小为800N的牵引力作用下,以20m/s的速度正常行驶1000m.此过程中,汽车D.
A.受到的阻力为1.2×104J   B.行驶的时间为40s
C.牵引力做的功为3.2×108 J    D.牵引力的功率为16kW
(4)由图象可知,表示开启发电机进行测试的图线是① (①/②)
(5)若汽车正常行驶时的动能Ek0=4×105J,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有1.2×105 J的动能转化为内能.
××型汽车
总质量(kg)1200
储能效率(%)70
耗油量(L/100km)9

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