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2.小兰用图甲所示电路测量额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡的电功率,所用电源电压恒为6V.

(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整.
(2)正确连接电路、闭合开关,观察到灯泡闪亮一下后立即熄灭,原因可能是闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻没有调到最大值处
次数电压U/V电流I/A
120.2
22.5
330.26
(3)排除故障后,小兰正确操作并记录了三组数据(见表).其中第二次实验时电流表的示数如图丙所示,则该小灯泡的额定功率是0.6W.小兰还发现:实验中当电压表的示数变大时,电压表与电流表的示数之比也在变大,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大.
(4)测量完灯泡的电功率,小兰分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡来验证电流与电阻的关系,得到如图丁所示的I-R关系图象.实验中可供选择的滑动变阻器有R1“20Ω  0.5A”与R2“50Ω  0.5A”两种规格,分析图象可知小明选用的是滑动变阻器R2(选填“R1”或“R2”).若某次实验中滑动变阻器接入电路的阻值为14Ω,则此时所用定值电阻的阻值为10Ω.

分析 (1)把滑动变阻器串联接入电路即可正确解题.
(2)灯泡L闪亮一下后立即熄灭说明电路中电流过大,灯泡被烧坏,根据滑动变阻器的作用进行解答;
(3)根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数,然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率;电压表与电流表的示数之比为灯泡电阻,根据灯丝电阻与温度关系分析原因;
(4)①在探究电流与电阻的关系时,要改变接入电路的电阻阻值大小,但不同阻值的电阻两端电压不变;
②串联电路中用电器两端电压与其阻值成正比,由图象可得电阻两端电压,已知电源电压和电阻两端电压,可以得到滑动变阻器两端电压,根据串联电路用电器两端电压与电阻的对应关系,得到定值电阻的阻值.

解答 解:(1)根据滑动变阻器的原则“一上一下”,将灯泡右端接线柱与滑动变阻器A接线柱连接即可,如图所示:

(2)闭合开关时,观察到灯泡L闪亮一下后立即熄灭,说明闭闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻没有调到最大值处;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.6W;
电压表测灯泡两端电压,电流表测其电流,根据欧姆定律可知:电压表与电流表的示数之比为灯泡电阻,根据P=UI可知随着灯泡两端电压和电流增大,灯泡的实际功率变大,温度升高,电阻变大,是因为灯丝电阻受温度的影响;
(4)①由图象知,不同阻值的电阻两端电压等于0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=2.5V,
假设选择25Ω的定值电阻与滑动变阻器串联,由$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$知,要保持定值电阻两端电压为2.5V不变,滑动变阻器接入电路的电阻为35Ω,所以滑动变阻器选择“50Ω  0.5A”,即选择滑动变阻器R2;
②滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V,
由串联电路的分压原理$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$,
代入数值得$\frac{2.5V}{3.5V}$=$\frac{{R}_{1}}{14Ω}$,
解得R1=10Ω,即选择的定值电阻阻值为10Ω.
故答案为:(1)见上图;
(2)闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻没有调到最大值处;
(3)0.6;灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(4)R2;10.

点评 题考查了实物图的连接、电流表的读数、求灯泡额定功率、电功率的变化以及滑动变阻器规格的选择,考查角度广,设计知识点多,综合性较强,具有一定的代表性.

练习册系列答案
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17.在物理学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强.
(1)图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为N极,若在1处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图2中的甲.
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图3所示.根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大.图4图线没有过坐标原点,是因为放入磁场前,磁敏电阻不为零.
(3)利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图1磁场中各处的磁感应强度
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处.吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的实验器材如图3所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出.请你将该实验电路连接完整.
②正确接线后,测得的数据如上表所示.该磁敏电阻的测量值为500Ω.
123
U/V1.503.004.50
I/mA3.006.009.00
③根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知,1处的磁感应强度为1T.
④在实验过程中,仅将磁敏电阻从1处移至2处,其它条件不变,那么电流表的示数增大,电压表的示数减小.(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)就现有的实验器材和电路,请提出一个有意义的可供探究的物理问题:探究电流与电阻的关系.
(5)在上述电路中,将该磁敏电阻从待测磁场中移出,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为10.0mA时,求滑动变阻器接入电路的阻值.设电源电压为5.50V.
11.小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时,所用器材有:电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、有两个规格分别为“5Ω  1A”、“20Ω  2A”的滑动变阻器以及符合实验要求的电表、开关和导线.如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路.
(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)所示电路连接完整
(2)小亮同学连好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障可能是灯泡断路(写出一种即可).
(3)本实验中应该选择规格为20Ω 2A的滑动变阻器.
(4)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B端移动(选填“A”或“B“).当小灯泡正常发光时,电流表示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率是0.5W.
(5)小明在实验时,不小心将电流表损坏,由于没有多余的电流表更换,老师取走电流表,并拿来一只定值电阻R0,并提醒小明将它串联接在了原电路中接电流表的位置处(图未画出),请你帮助小明利用该电路测出灯泡的额定功率.
小明的实验步骤应该是:
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