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物理必考小明为测量小灯泡的电阻.设计了如图甲所示的电路图.已知电源电

2024-01-15 20:25:04信息公告212

小明为测量小灯泡的电阻(电阻约为10Ω),设计了如图甲所示的电路图.已知电源电压恒定,准确值未知,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(1)图乙是小明根据电路图连接的实物图.闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡________;经检查,是由于一根导线连接错误.请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(2)小明正确连接电路后,闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数很大,那么该电路出现的故障可能是________.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(3)小明排除故障后,继续实验,测得三组数据,请你帮他设计此实验的表格.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(4)当小灯泡两端电压为2.5V时,灯正常发光,.通过灯泡的电流如图丙所示,读数为________A,灯泡正常发光的电阻为________Ω.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(5)在整理器材时,小明发现电压表损坏,在不改变电路连接的情况下,利用剩下的:导材还能否测出小灯泡的电阻?(不考虑温度对灯丝电阻的影响),请你帮他设计实验电路图,简单描述实验步骤,写出数学表达式.8kW物理好资源网(原物理ok网)

实验步骤:________;8kW物理好资源网(原物理ok网)

电路图:________;8kW物理好资源网(原物理ok网)

表达式:________.

试题答案

解:8kW物理好资源网(原物理ok网)

(1)由原实物图知,电压表与灯泡串联在电路中,由于电压表阻值太大,所以通过灯泡电流非常小,因此灯泡不亮;8kW物理好资源网(原物理ok网)

测量灯泡电阻的电路图如下图,从电源正极-开关-电流表-滑动变阻器-灯泡-电源负极,电压表并联在灯泡两端,所以灯泡和电流表之间导线连接错误.8kW物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:不亮;实物连接如下.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明电路无电流;电压表有示数且较大,说明电路有电压且与电压表串联的电路是通路,所以故障原因是灯泡断路;8kW物理好资源网(原物理ok网)

故答案是:断路.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(3)此实验的目的是测量灯泡电阻,采用的方法是伏安法,需要直接测量的物理量有电压和电流,然后用公式R=得到电阻值;同时为研究电阻与温度的关系,需要改变电阻两端电压,进行三次实验.所以表格设计如下:8kW物理好资源网(原物理ok网)

实验次数U/VI/AR/Ω
1
2
3
(4)由图知,电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时电流表的示数为I=0.3A8kW物理好资源网(原物理ok网)

灯泡正常发光时的电阻为R==≈8.3Ω.8kW物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:0.3;8.3.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(5)答:8kW物理好资源网(原物理ok网)

实验电路设计:把滑动变阻器调到最大阻值处,作为定值电阻与灯泡串联,测出电路电流;把滑动变阻器滑片移到最小阻值处,使灯泡与电源串联,测出电路电流.8kW物理好资源网(原物理ok网)

①电路图如图乙所示.8kW物理好资源网(原物理ok网)

②主要实验步骤如下:8kW物理好资源网(原物理ok网)

a.把滑片P移到b端,读出电流表的读数I18kW物理好资源网(原物理ok网)

b.把滑片P移到a端,读出电流表的读数I28kW物理好资源网(原物理ok网)

③灯泡电阻表达式为R=.8kW物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)根据测量2.5V小灯泡的电阻的电路图,从电源正极、开关、电流表、滑动变阻器、灯泡、电源负极,电压表并联的灯泡两端,由此可以判断灯泡和电流表负接线柱的导线连接错误,而是灯泡右端的导线和电源负极连接.8kW物理好资源网(原物理ok网)

电压表的电阻很大,在电路中相当于断路,如图,电压表串联在电路中,电路相当于断路,灯泡不亮.8kW物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据电路中灯泡的亮暗和电流表、电压表有无示数情况,可判断电路的连接状态;8kW物理好资源网(原物理ok网)

(3)实验记录表格的设计应该从方便记录实验数据,方便分析实验结论两方面考虑;8kW物理好资源网(原物理ok网)

(4)读取电流表示数时,首先要明确电流表选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻度线垂直;已知灯泡两端电压和通过的电流,利用公式R=得到灯丝电阻;8kW物理好资源网(原物理ok网)

(5)电压表已坏,只能用电流表测电阻,可把滑动变阻器作为定值电阻使用,要测量灯泡的阻值,可以采用整个滑动变阻器与灯泡串联的方式,测出通过电路的电流;8kW物理好资源网(原物理ok网)

然后使滑动变阻器短路,测出通过灯泡的电流.最后根据电源电压不变列出方程,求出灯泡的阻值.8kW物理好资源网(原物理ok网)

点评:此题综合考查了电路的连接、电路的故障、电流表的读数、实验表格的设计和实验过程的设计,具有代表性;特别是最后一问设计实验,有一定的难度,需要仔细分析,重点掌握.8kW物理好资源网(原物理ok网)