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资源介绍
2019年中考物理专练《测定小灯泡的电功率2》
1.(2018•扬州)某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率,电源电压为6V,小灯泡标有“2.5V”字样(灯丝电阻约为10Ω),有以下两种规格的滑动变阻器可选用:A.“50Ω2A”B.“10Ω1A”。
(1)应选用滑动变阻器 (A/B)。
(2)连接好电路,闭合开关后发现小灯泡比正常工作时亮,他想到自己在开关闭合前遗漏了一个步骤,立即断开开关。遗漏的步骤是 。
(3)改正错误后,闭合开关小灯泡不亮,电流表和电压表指针都有较小的偏转,则小灯泡不亮的原因是 。
A.小灯泡烧坏 B.小灯泡短路 C.小灯泡的实际功率太小
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(左/右)。
(5)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,小灯泡的额定功率是 W。
2.在小明“测量小灯泡的电功率”的实验中,有如下器材:电源为两节新的干电池,小灯泡额定电压为2.5Ⅴ,阻值约为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样。
(1)请你在图甲中用笔画线代替导线帮助小明完成电路连接(要求导线不得交叉);
(2)连接电路时,小明应让开关处于 状态,滑动变阻器的滑片置于 端(填“A”或“B”);
(3)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,出现这一故障的原因可能是小灯泡处 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流是 A,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)请你判断:小明能否求小灯泡在2V、2.5V和3V时对应的电功率的平均值, (选填“能”或“不能”),原因是 。
3.(2019•北京模拟)某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整;
(2)排除故障后,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是 。为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是 读出并记录电流表的示数。当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(3)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)测量小灯泡的电功率 (选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是 。
4.(2019•东莞市模拟)在“测定小电灯电功率的实验中”小灯泡额定电压为2.5V、电压恒定为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路,进行实验。
(1)图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器滑片应移至 (A/B)端。
(3)在实验过程中,小明调节滑动变阻器的滑片,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图乙所示。由图可知该小灯泡的额定功率为 W,利用该电路 (能/不能)测出灯泡的电阻,此电路的数据 (能/不能)研究导体中的电流与电压的关系。
(4)当灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的电阻为 Ω,此时滑动变阻器的电功率为 W。
(5)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,老师据图指出该曲线中明显可以看出有一处是错误的,所以此图不正确,你认为这一处的错误是 。
5.(2019•东区二模)小明利用如图甲所示的装置测量小灯泡的电功率,提供的实验器材有:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(3节新干电池)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)①图甲是他们连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片处在最 (填写“左”或“右”)端。
③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,另一端触碰接线柱A、B、C,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,若电路中只有一处故障,且各器材,导线均完好,则电路故障可能是 。
(2)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I﹣U图象。据图象可知小灯泡的额定功率为 W。
(3)小明和小华观察电流表和电压表均标有电阻值,请教老师后得知这是电表的电阻,根据图甲所示的电路测出的小灯泡的额定功率跟真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(4)若电流表损坏了,小华利用余下的实验器材,增加了一个阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2,来测量小灯泡的额定功率。如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是 (填字母)。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案不能,丁方案能
D.丙方案能,丁方案不能
(5)实验结束后,小明将该小灯泡单独与一个10Ω的定值电阻R0串联后接入电压为3V的电源两端,此时R0的功率是 W。
6.(2018秋•临沂期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)测量小灯泡电功率的原理是 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)小杰同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小明同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,若小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 ;若小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,原因可能是 ;
(6)根据图象,灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是 。
7.(2019•长春一模)小明同学为了“测量小灯泡的额定功率”,准备了以下实验器材额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约为8Ω),规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、开关、电流表和电压表各一个、干电池2节、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)连接电路时要将开关 并将滑动变阻器的滑片P移到最 (左/右)端;
(3)经检查,电路连接无误,各元件完好,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数都达不到2.5V,出现这种现象的原因可有是 (写出一种原因即可);
(4)解决上述问题后,移动滑片p,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半,发现测得的功率不等于其额定功率的 ,这是由于 。
8.(2019•苏州模拟)在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)指出图甲中导线连接错误是 。
(2)正确连接电路并检查无误后,闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数。为了检查故障,在开关闭合状态下,小华将一根检测导线分别接在灯泡、滑动变阻器两端,结果接在滑动变阻器两端时,电流表有示数,则肯定出现故障的元件是 。
A.灯泡 B.滑动变阻器
(3)排除故障后,使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小明通过移动 多次改变灯泡两端电压,目的是 。
9.(2018•淮安)在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)图甲中有一处导线连接错误无法正常完成实验,错误的导线是 (选填“①”或“②”)。
(2)正确连接电路并检查无误后,闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数。为了检查故障,小华将电压表拆下,在开关闭合状态下,分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端,结果只有接在滑动变阻器两端时,电压表无示数,则肯定出现故障的元件是 。
A.电源 B.开关 C.灯泡 D.滑动变阻器
(3)排除故障后,使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流为 A,小灯泡的额定功率为 W
(4)你认为利用本实验电路能探究电流与电压的关系吗?答: ,理由是 。
10.(2019•江宁区一模)现有器材:两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2,仅能看清分别标有“2.5V”和“0.5A”字样,电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,L1小灯泡电阻约为10Ω,滑动变阻器两个(R1“5Ω2A”;R2“20Ω0.5A”)。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端,实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
③确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 。
④排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率。请在虚线框内补上小灯泡、电流表和定值电阻R0(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
11.(2019•广东一模)如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.滑动变阻器有A规格“10Ω 2A”、B规格“50Ω 1A”可选。
(1)本实验应该选择 规格的滑动变阻器。连接电路时开关应断开,闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是 。
(4)排除故障后闭合开关,小刚发现电流表和电压表有示数但都很小,且看不到小灯泡发光,其原因是
(5)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V.要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V。
12.(2019•濮阳一模)在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V
(1)如图实物电路中,有一根导线连接错误,请在需要拆除的导线上画“×”,并在图中补连一条正确导线(导线不许交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮两电表无示数。为判断故障,将电压表与滑动变阻器并联,电压表有示数,小灯泡仍然不亮。则电路发生的故障是 。
(3)多次改变滑动变阻器的阻值,记录多组电流表、电压表读数,如下表所示。根据表中信息,计算小灯泡的额定功率是 W。
(4)完成上述实验后,小华设计了如下图所示的电路,测量小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器R的最大阻值为R、小灯泡的额定电流为l=、电源电压不变。实验方案如下
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.11 0.20 0.26 0.32 0.36
①按电路图连接电路。
②只闭合开关 ,移动R1滑片,使电流表的示数为l额,此时灯泡正常发光。
③只闭合开关 ,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表示数为I额。
④接第③步继续操作,将R1滑片移到最右端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为P额= 。(用l额、l1、l2、R0表示)
13.小明做测“小灯泡功率”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,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)如图甲所示是小明没有连接完整实物电路,请用笔面线代替导线,帮小明将实物电路连接完整。
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,而电流表示数为零,则电路存在的故障可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得最小灯泡的额功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑。
(4)小明通过移动滑片P,分别记录下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率 W。
(5)在多次测小灯泡电压和电流的过程中,发现当电压表的示数增大时,电压表与电流表示数的比值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是 。
(6)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①将电路连按正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,则定值电阻的阻值 Ω。
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将 (选填“变大”或“变小”):为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω。
(7)小红所在小组的电压表损坏,有一只小灯泡只标有额定电流I额,电源电压为U,但她多用了一个开关,也测出了小灯泡的额定功率。她设计的电路图如图丁所示,填写出实验步骤及测定额定功率的表达式。
实验步骤:
①闭合开关S1,调节滑动变阻器,使电流表示数为额定电流I额。
②闭合开关S1、S2,滑动变阻器滑片 (“向右”、“向左”或“不动”),电流表的示数为I额。
③小灯泡额定功率表达式:P额= 。
14.(2018•南京)两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2,仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图;
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
③闭合开关,电流表示数为0.1A,移动滑片P,通过观察 表的示数来判断小灯泡是否正常发光,小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率,请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
15.(2018•遂宁)为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是 。(选填“R1”或“R2”)
(2)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(3)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是 。(选填字母)
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 。
16.(2018秋•固始县期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应该处于 (选填断开”或“闭合”)状态。
(3)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑片p向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)小毛同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可)。
(6)在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成 (选填选项前的字母)。
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏
C.小灯泡被烧坏 D.小灯泡不亮
17.(2019春•颍泉区校级月考)如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图,图乙是实物电路。其中电源是两节新的干电池,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样。
(1)图乙已连接了部分电路,请用笔画线代替导线按照电路图将实物电路连接完整。
(2)调节滑片P使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示,则该小灯泡的额定电功率为 W。
(3)完成以上实验后,进一步测量记录多组实验数据并描绘出通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的曲线,如图丁所示,通过分析处理图象中的有关数据,除了可以得到小灯泡的额定电功率大小之外,还可以得到的信息或实验结论是 (写出一条即可得分)。
(4)如果某同学在连接好电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现:灯泡变亮时,电压表示数变小;灯泡变暗时,电压表示数变大。经检查所用器材完好无损,出现这种现象的原因是 。
18.(2019•广东一模)如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图,图乙是实物连接图。其中电源是两节新干电池,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“10Ω lA”。
(1)图乙已连接了部分电路,请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整
(2)小明同学连接好电路后,闭合开关时发现灯光特别亮,这表明他在闭合开关前没有 ;
(3)调节滑片P使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示,则该灯泡的额定功率为 W。
(4)在完成以上实验后,小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丁所示,通过图象发现灯丝的电阻是变化的,这一现象表明: 。
(5)有一位同学在连接好电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现:灯泡变亮时电压表示数变小;灯泡变暗时,电压表示数变大。经检查所用器材完好,出现这种现象的原因可能是 。
19.(2018秋•蜀山区校级期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒定为6V,灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线将甲图中未完成的实物电路连接完整(要求滑片向右移动时电阻变小,连线不能交叉);
(2)实验过程中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W(保留一位小数)
(3)要测小灯泡比正常发光略亮时功率,应将过程(2)中滑动变阻器的金属滑片向 (选填“左”或“右”)调节,调节滑片的过程中电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在实验过程中突然灯泡的灯丝烧断了,此时会观察到电流表和电压表的示数发生的变化分别是: 。
20.(2019春•武城县校级月考)如图是小红在“测量小灯泡的电功率”实验时连接的电路,小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V.
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整。
(2)当开关闭合,变阻器滑片P向左移动时,电流表示数 ,电压表示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)调节滑动变阻器使灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,此时电路电流为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)如果电压表的0~15V量程被损坏,只有0~3V量程能正常使用,要求利用原有器材测出小灯泡的额定功率。请在图丙的虚线框中画出你设计的电路图。
21.(2018•黄石)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:
A.电源(输出电压恒为4.5V)
B.小灯泡(额定电压3.5V.电阻约为10Ω)
C.滑动变阻器(0﹣10Ω,最大电流2A)
D.电压表(量程0∽3V)
E.电流表(量程0﹣0.6A﹣3A)
(1)实验小组初步设计电路如图甲所示。经分析此电路无法测出小灯泡的额定功率,原因是 。
(2)重新设计电路如图乙所示,请对照此图在答题卡图中用笔画线替代导线,完成实物图的连接。
(3)连接电路完成后,闭合开关,发现电流表不动,电压表也无示数,若电路中只有一处故障,可能是 。
A.小灯泡断路 B.电压表断路 C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后继续实验,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为UV= V时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率P额= W。
22.(2019•陵城区一模)图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 。
(2)排除故障闭合开关,移动滑片P到某位置,电压表示数(如图乙所示)为 V,则此时灯泡消耗的实际功率 额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I﹣U图象(图丙),根据图象,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(4)进一步分析图象可知,随着灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐增大,造成这一现象的原因可能是 。
(5)小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻,探究“电流与电阻关系”
①先将5Ω的电阻接入电路,移动变阻器滑片,使电压表示数为2V,此时,电流表的示数为 A.然后换接10Ω的电阻,为了保持电压表示数不变,此时滑动变阻器的滑片应向 (左/右)移动。
②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时,保持电压表示数不变,则滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
23.(2019•湘潭模拟)在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池。
(1)连接电路时,开关应 。请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小。
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 。
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是 W。
(4)若想接着探究电流与电压的关系,需要补充的实验器材是 。
(5)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明选用一个R0=5Ω的电阻,设计了如图丁的电路及实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0,通过计算得到小灯泡的额定功率。
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一: ;
问题二: 。
24.(2019•大庆一模)某校两个实验小组在测定小灯泡电功率的实验中,被测小灯泡的额定电压为2.5V.实验桌上提供有如下器材:电源(电压6V且恒定不变)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(50Ω 1A)各一只,导线若干。
(1)晓松同学所在实验小组利用如图甲所示的电路进行实验。
①用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
②连接电路时,开关应该 。
③闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P的过程中,观察到电流表示数几乎接近最大值时,小灯泡仍然不亮,且电压表无示数,其原因可能是 。
④排除故障后,闭合开关,移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为 V.要使小灯泡正常发光,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。
⑤多次改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,并绘制出如图丙所示的图象。由图象可知,小灯泡的额定功率是 W。
(2)晓丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏(其他器材和规格不变),老师提供了另一只滑动变阻器(10Ω 1A),小组同学讨论后发现,若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定功率,至少还要在原电路中 联(选填“串”或“”并)一个 Ω的电阻。
25.小明做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为4V,小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样,其额定功率小于1W,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。
(1)在实验前检查仪器时,发现电流表的指针如图1甲所示,则他接下来的操作是 ;请你根据图乙电路图用笔画线代替导线,将图丙中未完成的电路连接好。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变大,导线不能交叉;
(2)连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,灯泡不亮,移动滑片时电压表和电流表仍然没有示数,灯泡不亮。电路的故障可能是 ;
A.灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)电路故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图2甲所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将滑片适当地向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2.5V,此时电流示数如图2乙所示,那么灯泡的额定功率是 W;
(4)小明能用小灯泡来研究电流与电压的关系吗? ;理由是 ;
(5)为了研究电流和电阻的关系,小明找到几个定值电阻,阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,他用5Ω的电阻替换电路中的小灯泡,移动滑片使电压表示数为2.5V,记录电流表示数,又换上10Ω的电阻,移动滑片,最终电流表的示数为 A;
(6)当小明用20Ω的电阻进行实验时,发现电压表的示数始终不能调到2.5V,聪明的小明想到了解决办法,他将其中一个定值电阻串联接入电路后,既可以用20Ω的电阻完成实验,又可以用30Ω的电阻完成实验,他选择的定值电阻至少是 Ω。
26.(2018•白银)某实验小组的同学通过图甲所示的电路进行实验探究。
(1)断开开关S3,闭合开关S1和S2,移动滑动阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (填符号)
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(2)故障排除后断开开关S3,闭合开S1和S2,通过调节滑动变阻器,读出多组相应的电压表和电流表的示数。甲同学根据测量数据绘成如图乙所示图象。由图象可知定值电阻R= Ω;
(3)乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值,其目的是为了 ;
(4)断开开关S2,闭合开关S1和S3,通过多次调节滑动变阻器,测量灯L的电压和电流,根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯L的额定电压为2.0V,则它的额定功率为 W。
(5)由图丙可看出灯丝的U﹣I图象不是一条直线,原因是 。
27.(2019•双流区模拟)小谢利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。
(1)图乙是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
(2)探究电流与电压的关系,应控制不变的量是 。同时 ,使电压表的示数增大,并记下电流表的示数。
(3)研究电流和电阻的关系时,要移动变阻器R′的滑片,其目的是 。
(4)探究电流与电阻的关系的实验过程中,当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的正确操作是
A.保持滑动变阻器的滑片不动
B.将滑动变阻器的滑片适当向左移动
C.将滑动变阻器的滑片适当向右移动
D.适当增加电池的节数
28.(2019•万州区校级模拟)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除电路故障后进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变。若电压表示数偏小,则应将滑动变阻器向 (选填“左或“右”)滑动,实验数据记录如下表,
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.2 0.15 0.12
(4)分析实验数据可得实验结论是: 。
(5)小红试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,小明认为她的实验方案不可行,他的理由是 。
(6)小明想用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;
② ,此时电流表的示数为I1;
③未知电阻Rx的表达式为:Rx=
29.(2019•江阳区模拟)如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
表1
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.4
表2
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.24
(l)探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值如表1所示,在第2次实验中,电流表表的示数如图乙所示,则通过电阻的电流为 A,根据表1数据可得到结论: 。
(2)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流、电压值如表2所示。
①由于操怍不当,导致一组数据存在错误,请判断第 次实验的数据存在错误。产生错误的原因是 ,正确的数据应该是 A。
②纠正错误以后,该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行第4次实验时应将滑动变阻器的滑片向 (左/右)滑动,但发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,同学们提出了下列解决方案,其中正确的是 。
A.将电压表的量程换为0~15V
B.换成电压为12V的电源
C.更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
D.可将定值电阻两端的电压调为1.5V
30.(2018•内江)在测量“小灯泡的额定功率”的实验中,实验室提供的实验器材有:
A.电源(电压为4.5V),
B.电流表A1(量程为0﹣0.6A,电阻为0.5Ω)
C.电流表A2(量程为0﹣3A,电阻为0.2Ω)
D.电压表V1(量程为3V,内阻为3kΩ)
E.电压表V2(量程为15V,内阻为1kΩ)
F.滑动变阻器R(阻值0﹣10Ω)
G.定值电阻R0=800Ω
H.待测小灯泡L(额定电压为3.8V,额定功率大约是1.2W)
I.开关S一个,导线若干
实验要求:既要保证电路安全,又要提高测量精确度;为了减小系统误差,测量时电表示数应大于量程的三分之一。则
(1)根据实验要求,电流表应选 ,电压表应选 (选填器材前的字母代号)。
(2)根据实验要求,在虚线方框内画出实验电路图(其中部分电路已画出)。
(3)根据实验电路图,请用笔画线代替导线,将实验器材连接起来使之成为实验电路(其中部分导线已连接好)。
(4)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到 端(选填实物图中“a”或“b”);正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,仔细检查电路各部分均接触良好,其原因可能是 。
31.(2018•钦州模拟)某实验小组在测定小灯泡电功率的实验中,被测小灯泡的额定电压为2.5V,实验桌上提供有如下器材:电源(电压6V且恒定不变),电流表、电压表、开关,滑动变阻器“50Ω 1A”各一个,导线若干。实验小组利用了图(甲)所示的电路进行实验,
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路图连接完整。
(2)连接电路时,开关应该 。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器P的过程中,观察到电流表示数几乎接近最大值时,小灯泡仍然不亮,且电压表无示数,其原因可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其示数为 V,要使小灯泡正常发光,滑片P应向 (选填“A”或“B“)端移动。
(5)多次改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,并绘制出如图丙所示的图象。由图象可知,小灯泡的额定功率是 W.小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而 (选填“增大”、“变小”或“不变”)。
32.(2018秋•兴化市期末)测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)测定小灯泡电功率实验依据的原理是 ;实验中,连接电路时开关应 ;电流表的量程应选0~ A。
(2)用笔画线代替导线,连接完整如图甲所示的实物电路;
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于实物图中 (选填“A”或“B”)端。
(4)闭合开关,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可);
(5)排除故障后,闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为 V;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 (选填“A”或“B”)移动;
(6)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值。根据记录的数据,绘制得如图丙所示的I﹣U图象。由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是 Ω;小灯泡的额定功率是 W。
33.(2018•遵义)在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:电源(电压恒为4.5V)、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”、开关各一个,定值电阻三个(10Ω、20Ω、30Ω)、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求:滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮。
(2)电路连接好后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片进行多次实验,并将其中三次数据记录在表格中,根据数据求出小灯泡的额定功率为 W。
实验次数 1 2 3
电压表示U/V 2.0 2.5 2.8
电流表示数I/A 0.20 0.24 0.26
(3)上述实验结束后,小华同学想进一步“探究电流与电阻的关系”,他将小灯泡取下后,按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻(10Ω、20Ω、30Ω)先后接入电路,为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V,应在电路中再串联一个阻值范围为 Ω至 Ω的电阻Rˊ。
34.(2018•兰州)如图甲所示为测量小灯泡电功率的实物图,所选小灯泡的额定电压为2.5V,电路连接完成后;
(1)闭合开关发现小灯泡不发光且电流表无示数,但是电压表的示数很大且接近电源电压,经检查导线连接无误,则出现这种现象的原因可能是: 。
A.电流表断路 B.小灯泡断路 C.电压表断路 D.变阻器断路
(2)排除电路故障后继续实验。当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示此时通过小灯泡的电流为
A,小灯泡消耗的电功率为 W.为了测量小灯泡的额定功率,则应将滑动变阻器的滑片P向 (填“A”或“B”)端移动。
(3)图丙是根据多组实验数据描绘出的I﹣U关系图象,分析通过灯泡的电流与其两端电压不成正比的原因是 。
35.(2018•长春)某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中,按如图甲所示的电路图正确连接电路,逐次将不同阻值的电阻R接在a、b间,每次闭合开关前,滑动变阻器的滑片均移到阻值最大端。
(1)当接入的电阻R为5Ω时,闭合开关,电流表无示数,电压表示数如图乙所示,移动滑片,两表指针保持不动。若电路中只有一处故障,则故障是 ;电源两端的电压为 V。
(2)排除故障后进行如下操作:①闭合开关,记录电流表示数;②移动滑片使电压表示数为U0时,记录电流表示数;③当接入的电阻R分别为10Ω、15Ω时,闭合开关,重复步骤②;④当接入的电阻R为Rx时,闭合开关,电压表示数大于U0,记录电流表示数:⑤利用测得的数据绘制出如图丙所示的图象。
(3)实验中,滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
(4)仍使用原有器材,若使以上四个电阻都能为实验所用,应控制a、b之间的电压至少为 V。
36.(2019•铁岭模拟)小冰用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)请用笔画线把图甲所示电路连接完整,要求闭合开关后,滑片向左移动时电流表示数变小。
(2)小冰将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电压表有示数而电流表指针几乎不动,则电路中的故障可能是 (写出一种);排除故障后,闭合开关。调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A。
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻进行实验时,发现无论如何移动滑动滑片P都无法达到要求,你认为其原因是 ;为了能将本实验完成,应换用电压 (选填“大一些”或“小一些”)的电源。
37.在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 。
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过电阻的电流为 A.若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示:由图象可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 Ω。
38.(2018秋•长春期末)用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,相同容器内装满了煤油。
(1)容器中装入的煤油是 (选填“导体“或“绝缘体”)。
(2)请根据实物电路,在乙框内画出对应的电路图。
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ,通过R1的电流 (选填“大于”、“小于”、“等于”)通过R2的电流。
(4)通电一段时间后,管内液面高度差如图所示,说明 。
(5)爱米用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系。”经多次实验测量,收集实验数据,绘制了管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。请你依据焦耳定律,在图丁中粗略绘制出能正确反映h一I关系的图象。
39.(2018•长沙)如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水的深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化关系如图丙所示,控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2,电源电压保持不变,通过电路调节,可使控制盒的功率达最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度,不计导线的电阻,电压表的量程为0﹣3V.科技小组在确保电路安全的情况下,进行如下的操作:ρ水=1.0×103kg/m3;g取10Nkg)
(1)R1未放入水中时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端。此时电压表示数达到最大值,R0的电功率为
P0,求:R1未放入水中时的电阻为 Ω。
(2)测量头放到水下深度h1=10m时,闭合S.断开S1将R2的滑片移至某一位置时,R0的电功率为P0′,电路的总功率为P总,R1的电功率为P1.已知P0:P0′=9:4,P总:P1=6:1,求:此时R0两端的电压为 V。
(3)测量头放到水下深度h2=3m时。调节电路,控制盒的最小功率与Pm的比值为 。
40.(2018•台州)在3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出热融的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态(如图甲)。其内部电路如图乙,R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。
(1)打印笔工作时,PTC电阻发热,塑料受热会逐渐变软变稀。可见,塑料 (选填“是”或“不是”)晶体。
(2)打印笔工作有快、慢两档。快档打印时,图中开关S1应处于 状态,若此时温度为250℃,打印笔的电功率是多少?
(3)打印笔正常工作时的温度能自动稳定在250℃左右,结合图丙信息,说明理由。
答案与解析
1.【分析】(1)根据小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω由欧姆定律求灯的额定电流,当灯正常发光,根据串联电路的规律及欧姆定律求选用的变阻器的电阻;
(2)开关闭合前为保护电路,变阻器连入电路中的电阻应最大,
(3)电流表和电压表指针都有较小的偏转,说明电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中电流过小,据此分析;
(4)灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(5)根据P=UI求灯的额定功率。
【解答】解:(1)电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω,根据欧姆定律,灯的额定电流约为:
I= = =0.25A,当灯正常发光,根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器的电阻为:
R滑= = =14Ω,故选用“50Ω2A”的变阻器A;
(2)开关闭合前为保护电路,变阻器连入电路中的电阻应最大,遗漏的步骤是:将变阻器的最大电阻连入电路;
(3)改正错误后,闭合开关,电流表和电压表指针都有较小的偏转,说明电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中电流过小,灯的实际功率太小,选C;
(4)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,其读数是1.1V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压;
(5)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)A;(2)将变阻器的最大电阻连入电路中;(3)C;(4)1.1;左;(5)0.625。
【点评】本题测灯的功率,考查器材的选择、注意事项、故障分析、操作过程及额定功率的计算。
2.【分析】(1)根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;
(3)逐一分析两个答案,找出符合题意的答案;
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(5)灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的功率不同,据此分析。
【解答】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)连接电路时,小明应让开关处于断开状态,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的B端;
(3)若灯泡短路,灯泡不亮,电压表示数为0,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;
若灯泡断路,灯泡不亮,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,符合题意;
故出现这一故障的原因可能是小灯泡处断路;
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过小灯泡的电流是0.28A,则小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(5)灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的功率不同,故不能将小灯泡在不同电压下的电功率取平均值。
故答案为:(1)如上所示;(2)断开;B;(3)断路;(4)0.28;0.7。
【点评】本题“测量小灯泡的电功率”,考查电路连接、注意事项、故障分析、额定功率的计算及数据分析。
3.【分析】(1)根据待测小灯泡L的额定电压为3.8V确定电压表选用大量程与灯并联,由额定功率小于1W,根据P=UI求出灯的额定电流确定电流流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上接入电路中与灯串联;
(2)排除故障后,正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,据此分析;
灯在额定电压下正常发光,据此分析接下来的操作;
根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)当灯的实际电压大于灯的额定电压时,灯的实际功率大于灯的额定功率,故测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,要增大灯的电压,根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑动变阻器的滑片移动的方向;
(4)灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,据此分析。
【解答】解:(1)待测小灯泡L的额定电压为3.8V,电压表选用大量程与灯并联,额定功率小于1W,根据P=UI,灯的额定电流小于:
I= = ≈0.26A,
故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上接入电路中与灯串联,如下所示:
(2)排除故障后,正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,现这种现象的原因是:变阻器连入电路中的电阻最大;
灯在额定电压下正常发光,故为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是:向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8V,读出并记录电流表的示数;
当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其值为0.2A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=3.8V×0.2A=0.76W;
(3)当灯的实际电压等于额定电压,灯的功率为额定功率,当灯的实际电压大于灯的额定电压时,灯的实际功率大于灯的额定功率,故测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,要增大灯的电压,由串联电路电压的规律,要减小变阻器连入电路中的电阻,由分压原理,应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。
(4)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,因为灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,取平均值没有意义。
故答案为:(1)如上所示;(2)变阻器连入电路中的电阻最大,电流过小;向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8V;0.2;0.76;(3)右;(4)灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同。
【点评】本题测量小灯泡电功率,考查电路连接、器材的选择、电路分析、操作过程、电流表读数、额定功率的计算和数据处理。
4.【分析】(1)测灯的功率实验中,电压表与灯并联,电流表与灯串联,变阻器串联在电路中,分析电路连接错误之处,并改正;
(2)闭合开关前,为保护电路,开关要断开;应该将滑动变阻器滑片移至阻值最大处;
(3)由图乙曲线a可知电压为2.5V时的电流大小,根据P=UI求该小灯泡的额定电功率;
根据欧姆定律分析;
由图线a知灯丝的电阻是变化的,而研究导体中的电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变;
(4)由图乙曲线a可知当灯泡正常发光时通过的电流大小,根据串联电路的规律和欧姆定律,求出滑动变阻器连入电路中的电阻;根据P滑=U滑I求此时滑动变阻器的电功率;
(5)根据串联电路电压的规律:电路的总电压等于各部分电压之和分析。
【解答】解:(1)原电路中,灯与变阻器并联后与电流表并联,电压表串联在电路中了,是错误的,电流表应与灯和变阻器串联,电压表与应灯并联,改正后如下所示:
(2)闭合开关前,开关应断开,将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端;
(3)如图乙曲线a所示,可知灯泡的电压为2.5V时,电流为0.3A,
该小灯泡的额定电功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
根据欧姆定律的变形公式R= 可知,因可测出灯的电压和通过的电流,故利用该电路能测出灯泡的电阻;
研究导体中的电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,由图线a知,通过灯的电流随电压的变化不是直线,所以灯丝的电阻是变化的,则此电路的数据不能研究导体中的电流与电压的关系;
(4)因当灯泡正常发光时,灯的电压为2.5V,通过的电流为0.3A,根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UL=4V﹣2.5V=1.5V,
根据串联电路电流的规律和欧姆定律可得,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑= = =5Ω;
此时滑动变阻器的电功率为:
P滑=U滑I=1.5V×0.3A=0.45W;
(4)图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,根据串联电路电压的规律可知:电路的总电压等于各部分电压之和,故变阻器与灯泡的电压之和应4V,当滑动变阻器的电阻与灯泡的电阻相等时(曲线的交点处,电压和电流都相等,由欧姆定律R= 电阻相等)电压之和显不等于电源电压4V(或滑动变阻器两端与灯泡两端电压之和并不总是等于4V),所以曲线b是错误的。
故答案为:(1)如上所示;(2)断开;B;(3)0.75;能;不能;(4)5;0.45;
(5)当滑动变阻器的电阻与灯泡的电阻相等时(曲线的交点处)电压之和明显不等于电源电压4V(或滑动变阻器两端与灯泡两端电压之和并不总是等于4V)。
【点评】本题测定小电灯电功率的实验,考查电路的连接、注意事项、操作过程、额定功率的计算、测电阻的原理、控制变量法及对数据的分析,综合性较强。
5.【分析】(1)①根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联;
②闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片处在阻值最大处;
③发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;找来一根完好的导线一端连在电源负极,另一端触碰接线柱A、B、C,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,导线与B或C接线柱接触不良;
(2)从图象中找出灯泡电压为2.5V时对应的电流,根据P=UI求小灯泡的额定功率;
(3)图甲中,电压表测量的灯的电压是准确的,根据并联电路电流的规律确定电流表示数与灯的实际电流的大小关系,根据P=UI分析;
(4)根据电路图,确定能否使小灯泡正常发光,若不能,则无法测量小灯泡的额定电功率;
(5)小灯泡的电阻随电压(温度)的变化而变化,不是一个定值,所以,根据串联电路电流和电压的特点,由图乙找出符合条件的灯对应的电压和电流值,进而求出R0的功率。
【解答】解:(1)①灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片处在阻值最大处的最左端;
③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;
小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,若电路中只有一处故障,且各器材,导线均完好,则故障可能是导线与B或C接线柱接触不良;
(2)图乙为灯泡的I﹣U图象,据图象可知,当灯泡的电压为2.5V时(灯泡正常发光),其电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)图甲中,电压表测量灯泡的电压是准确的,电流表测灯泡和电压表的总电流,所以,电流表示数大于灯的实际电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率跟真实值相比偏大;
(4)丙方案中,R1、小灯泡、变阻器三者串联,电源电压为4.5V(3节新干电池),
当灯正常发光时(其电流为0.3A),10Ω定值电阻R1的电压:U1=ILR1=0.3A×10Ω=3V,
根据串联电路电压的规律,灯与定值电阻的总电压为:2.5V+3V=5.5V>4.5V,则灯不可能正常发光,故丙方案不能测出小灯泡的额定功率。
丁方案中,电源电压为4.5V,当S接1时,灯泡和变阻器串联,电压表测变阻器的电压;
根据串联电路电压的规律,当电压表示数U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V时,灯泡正常发光,
开关接2时,可通过调节电阻箱的阻值使得电压表示数仍为2V,则灯泡正常发光时的阻值等于电阻箱的阻值(等效法),根据P= 可以测出小灯泡的额定功率;
所以,丙方案不可行,丁方案能测出小灯泡的额定功率;故选C;
(5)由图乙知,当灯的电压U灯=1.0V,对应的电流I=0.2A时,根据串联电路电流的特点,通过定值电阻的电流等于0.2A,此时定值电阻的电压U定=IR0=0.2A×10Ω=2V;又根据串联电路电压的特点,灯和定值电阻的总电压U=U灯+U定=1V+2V=3V刚好为电源电压;
所以,此时R0的功率:P0=U定I=2V×0.2A=0.4W。
故答案为:(1)①如上图所示;②左;③导线与B或C接线柱接触不良;(2)0.75;(3)偏大;(4)C;(5)0.4。
【点评】本题测量小灯泡的电功率,考查电路的连接、注意事项、常见故障的分析、灯的额定功率、误差分析、对实验方案的评估和串联电路的规律及等效替代法的运用。
6.【分析】(1)测量小灯泡电功率的原理是P=UI;
(2)根据小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω,由欧姆定律求出灯的额定电流确定电流表选用小量程与灯串联;
(3)灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(4)根据绘制成图丙所示的I﹣U图象得出灯在额定电压下的电流,由P=UI求出小灯泡的额定功率;
(5)若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
若小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路为通路,根据电压表无示数分析可能的原因;
(6)由灯的电阻随温度的变化而变化分析。
【解答】解:(1)测量小灯泡电功率的原理是P=UI;
(2)小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I= = =0.25A;故电流表选用小量程与灯串联,如下所示:
(3)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,使电压表的示数为2.5V;
(4)根据绘制成图丙所示的I﹣U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,若小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是灯泡断路;
若小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,原因可能是:灯泡短路;
(6)根据图象,灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是灯的电阻随温度的变化而变化。
故答案为:(1)P=UI;(2)如上所示;(3)2.2;B;(4)0.5;(5)灯泡断路;灯泡短路;(6)灯的电阻随温度的变化而变化。
【点评】本题测定“小灯泡电功率”的实验,考查原理、电路连接、操作过程、额定功率计算、故障分析及影响电阻大小的因素。
7.【分析】(1)变阻器按一下一上接入电路中,根据小灯泡的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)灯在额定电压下正常发光,根据串联电路电压的规律求出灯正常发光时变阻器分得的电压,根据分压原理,求出变阻器连入电路中的最小电阻,据此分析;
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求小灯泡的额定功率;
(5)根据P= ,当灯泡两端电压为额定电压的一半,根据灯的电阻随温度的变化而变化分析。
【解答】解:(1)变阻器按一下一上接入电路中,小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)连接电路时要将开关断开并将滑动变阻器的滑片P移到最大处的左端;
(3)当灯的两 |
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