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物理必考某实验小组利用如图的电路来探究“通过电阻器和小灯泡中的电流与

2024-01-14 19:20:12信息公告543

某实验小组利用如图的电路来探究“通过电阻器和小灯泡中的电流与其两端电压的关系”,其中小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约1OΩ左右;电源电压为6V,滑动变阻器R的规格为“200Ω 1A”.ujm物理好资源网(原物理ok网)

(1)按电路图正确连好电路,检查滑片已放于阻值最大位置,然后闭合开关Sl和S2,发现灯泡不亮,但电流表及电压表都有示数,经检查灯泡并没有开路或被短路,请进一步分析灯泡不亮的原因是________.ujm物理好资源网(原物理ok网)

(2)上面的问题得以解决后,实验中只闭合开关Sl和S2,多次移动滑动变阻器的滑片,记下每次电压表及电流表的相应数据,并根据实验数据绘制出了小灯泡I-U图象(图中甲);同理实验中只闭合开关Sl和S3…,根据实验数据绘制出了电阻器I-U图象(图中乙).针对探究主题,分析图象得出的两个实验结论应是:①________;②________.请分析灯泡的I-U图象是一条曲线而不是一条直线的原因是________.ujm物理好资源网(原物理ok网)

(3)实验中当小灯泡正常发光时,如果再闭合开关S3,则小灯泡的亮度将________.

试题答案

解:ujm物理好资源网(原物理ok网)

(1)滑动变阻器与灯泡串联,滑片在阻值最大处,此时滑动变阻器两端的电压很大,灯泡两端的电压很小,灯的实际功率太小,所以灯泡不能发光;ujm物理好资源网(原物理ok网)

(2)由小灯泡I-U图象可知,通过小灯泡的电流随其两端的电压的增加而增大;由电阻的I-U图象可知,当电阻一定时,通过电阻器的电流与其两端的电压成正比;ujm物理好资源网(原物理ok网)

其中灯泡的I-U图象是一条曲线而不是一条直线,原因是灯丝的电阻随灯丝的温度升高而增大;ujm物理好资源网(原物理ok网)

(3)实验中当小灯泡正常发光时,如果再闭合开关S3,给灯并联了电阻R0,因电阻越并越小,使得电路中的电流变大,由U=IR可知滑动变阻器分得的电压变大,从而使并联部分(灯两端)的电压变小、灯变暗.ujm物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)灯泡两端的电压很小,灯的实际功率太小,灯泡不能发光;(2)通过小灯泡的电流随其两端的电压的增加而增大;由电阻的I-U图象可知,当电阻一定时,通过电阻器的电流与其两端的电压成正比;(3)变暗.ujm物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,滑动变阻器滑片在阻值最大处,此时灯泡两端的电压很小,灯泡不能发光;ujm物理好资源网(原物理ok网)

(2)由小灯泡的I-U图象和电阻器的I-U图象得出得出实验结论,并根据灯丝电阻受温度影响分析灯泡的I-U图象是一条曲线而不是一条直线的原因;ujm物理好资源网(原物理ok网)

(3)如果再闭合开关S3,给灯并联了电阻R0,因电阻越并越小,根据欧姆定律判断电路中电流的大小变化,再根据U=IR判断滑动变阻器两端电压的变化,从而得出并联部分(灯两端)电压的大小变化、灯的亮度变化.ujm物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题关键:一是根据I-U图象得出实验结论;二是知道电阻除了与材料、长度、横截面积有关之外,还与温度有关,尤其是金属电阻,温度升高,电阻增大;三是会分析开关开闭对电路的影响.ujm物理好资源网(原物理ok网)