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物理必考某兴趣小组完成了两个与电有关的实验:第一个实验:小明.小华和

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

某兴趣小组完成了两个与电有关的实验:Rzc物理好资源网(原物理ok网)

第一个实验:小明、小华和小红三位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验.实验中所用器材规格均相同,小灯标有“3.8V”字样,电源电压为6伏且保持不变.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(1)小明连接的电路如图所1示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中正确连接.要求:若将变阻器的滑片向左移动,闭合电键S后,能使它接入电路中的电阻最大.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(2)小华实验步骤正确,闭合电键后,观察到小灯泡不发光,电压表无示数,电流表的示数为0.3安,若电路中只有一处故障,且只发生在小灯L或变阻器R上,则电路中存在的故障可能是________.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(3)小红正确连接电路,闭合电键后,移动变阻器的滑片,发现无法精确测出小灯泡的额定功率,经思考后她将电路图略作调整,接着她移动变阻器的滑片,当观察到电压表的示数为________伏时,小灯正常发光.若此时变阻器的滑片恰好在中点上,求:小灯的额定功率.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(需在答题纸的相应位置写出计算过程)Rzc物理好资源网(原物理ok网)

第二个实验:在用电阻箱、电压表测定一个未知定值电阻RX的阻值时,小明设计了如图2所示的实验电路,其中R′是电阻箱,R0是定值电阻.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(1)图2中,为测出RX的阻值,闭合开关S后,小明应该先把开关S1接到触点________(选填“1”或“2”),记录电压表的示数U;然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R′,直到电压表示数也为U,读出此时电阻箱R′的示数(各旋钮的位置如图3所示),则待测电阻RX的阻值为________Ω.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(2)小兰认为将图2中的电阻R0去掉,也能测出RX的阻值.你认为可行吗?答:________Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(3)小亮设计了图4的电路测RX的阻值.与图2的方法比较,你觉得图丙最显著的优点是:________;若图2也想具备这个优点,只需更换图甲的一个元件就可以了,如何替换?答:________.

试题答案

解:一、(1)滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡串联,如下图所示:Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(2)小灯泡不发光说明灯泡短路或灯泡断路或滑动变阻器断路,电流表的示数为0.3A,说明灯泡不可能断路、滑动变阻器不可能断路,故电路中存在的故障可能是小灯泡短路.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(3)因为电压表所选的量程是0~3V,而灯的额定电压是3.8V.所以对电路进行的调整,把电压表与变阻器并联.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

当电压表的示数是2.2V时灯正常发光.此时UL=U-U=6V-2.2V=3.8V.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

因为此时变阻器只接入10Ω电阻,所以此时串联电路中电流是:Rzc物理好资源网(原物理ok网)

I===0.22A,Rzc物理好资源网(原物理ok网)

所以灯的额定功率PL=ULI=3.8V×0.22=0.836W.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(二)(1)小明应该先把开关S1接到触点1;Rzc物理好资源网(原物理ok网)

由电阻箱图示可知,电阻RX=R'=0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω=18Ω.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(2)去掉电阻R0,电压表测的是电源电压U,不能用等效替代法测出电阻RX的阻值,将图甲中的电阻R0去除不可行.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(3)图4最显著的优点是:能多次测量求平均值以减小误差;将图2中的电阻R0换成滑动变阻器,图2也具有图4的优点.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(一)(2)小灯泡短路;(3)2.2;0.836W.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(二)(1)1;18;(2)不可行;(3)能多次测量求平均值以减小误差;将电阻R0换成滑动变阻器.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

一、(1)滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡串联,要使变阻器的滑片向左移动时接入电路中的电阻最大,则滑片应远离右下方的接线柱.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(2)小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路,电流表的示数为0.3安说明不可能断路或电路中的电流过小.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(3)对电路进行的调整,实际是把电压表与变阻器并联.原因是电压表的量程是0~3伏,而灯的额定电压是3.8伏.所以要这样调整.当电压表的示数是2.2伏时灯正常发光.根据欧姆定律求出电路中的电流,然后利用P=UI即可求出灯的额定功率.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

二、(1)本实验应用了等效替代法,单刀双掷开关可控制待测电阻RX与定值电阻R0串联,或电阻箱R'与定值电阻R0串联,电压表测RX或R'与定值电阻R0串联时的电压,当电压表示数相同时,电阻RX与电阻R'阻值相同,应该先把开关S1接到触点1;电阻箱各挡示数乘以倍率的和是电阻箱的阻值.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(2)去掉电阻R0,电压表测的是电源电压U,不能保证电阻RX与电阻R'电压相同,测不出电阻R'的阻值.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(3)小亮设计电路中有滑动变阻器,可以进行多次测量,求平均值,可以减小误差;把图2中的电阻R0换成滑动变阻器,图2也具有图4的优点.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

点评:(一)本实验题涉及滑动变阻器的正确连接、实物图的连接、电路故障的判断、电功率的计算和欧姆定律的应用知识点,等综合性较强;(3)中对电路进行的调整(因为电压表所选的量程是0~3伏,而灯的额定电压是3.8伏.所以把电压表与变阻器并联),这是个难点,其它两小题都比较容易.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

(二)本题的解题关键是:应知道本题测待测电阻阻值的方法:等效替代法,等效替代法在实验中经常使用,要注意体会、总结这种方法.Rzc物理好资源网(原物理ok网)

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