2020年中考物理專練《測定小燈泡的電功率2》.doc
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1.(2018?揚州)某同學用如圖甲電路測定小燈泡的電功率,電源電壓為6V,小燈泡標有“2.5V”字樣(燈絲電阻約為10Ω),有以下兩種規格的滑動變阻器可選用:A.“50Ω2A”B.“10Ω1A”。
(1)應選用滑動變阻器 (A/B)。
(2)連接好電路,閉合開關后發現小燈泡比正常工作時亮,他想到自己在開關閉合前遺漏了一個步驟,立即斷開開關。遺漏的步驟是 。
(3)改正錯誤后,閉合開關小燈泡不亮,電流表和電壓表指針都有較小的偏轉,則小燈泡不亮的原因是 。
A.小燈泡燒壞 B.小燈泡短路 C.小燈泡的實際功率太小
(4)排除故障后,閉合開關,移動滑片,發現電壓表的示數如圖乙所示,其讀數是 V;為了測量小燈泡的額定功率,應將滑動變阻器的滑片向 端移動(左/右)。
(5)調節滑動變阻器,當小燈泡正常發光時,電流表的示數為0.25A,小燈泡的額定功率是 W。
2.在小明“測量小燈泡的電功率”的實驗中,有如下器材:電源為兩節新的干電池,小燈泡額定電壓為2.5Ⅴ,阻值約為10Ω,滑動變阻器上標有“20Ω1A”字樣。
(1)請你在圖甲中用筆畫線代替導線幫助小明完成電路連接(要求導線不得交叉);
(2)連接電路時,小明應讓開關處于 狀態,滑動變阻器的滑片置于 端(填“A”或“B”);
(3)電路正確連接后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表無示數,電壓表有示數,出現這一故障的原因可能是小燈泡處 (選填“短路”或“斷路”);
(4)排除故障后,閉合開關,調節滑動變阻器,使小燈泡正常發光,電流表示數如圖乙所示,此時通過小燈泡的電流是 A,則小燈泡的額定功率是 W;
(5)請你判斷:小明能否求小燈泡在2V、2.5V和3V時對應的電功率的平均值, (選填“能”或“不能”),原因是 。
3.(2019?北京模擬)某實驗小組的同學用圖甲所示器材測量小燈泡電功率,待測小燈泡L的額定電壓為3.8V,額定功率小于1W,電源電壓恒為6V,滑動變阻器R的規格為“20Ω1A”,圖甲所示是該實驗小組沒有連接完整的電路。
(1)請你用筆畫線代替導線,在圖甲中把電路連接完整;
(2)排除故障后,正確連接好電路,閉合開關,發現小燈泡不亮,但電流表、電壓表均有示數,請分析出現這種現象的原因是 。為測量小燈泡的額定功率,接下來的操作應該是 讀出并記錄電流表的示數。當燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,其值為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(3)測出小燈泡的額定功率后,再測大于小燈泡額定功率的實際功率,應將滑動變阻器的滑片向 (選填“左”或“右”)端滑動。
(4)測量小燈泡的電功率 (選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,原因是 。
4.(2019?東莞市模擬)在“測定小電燈電功率的實驗中”小燈泡額定電壓為2.5V、電壓恒定為4V的電源以及其它相關器材按圖甲連接電路,進行實驗。
(1)圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖,圖中有一根線連接錯誤,請在這根線上打“×”,并在圖中改正。
(2)連接電路時,開關應 ,滑動變阻器滑片應移至 (A/B)端。
(3)在實驗過程中,小明調節滑動變阻器的滑片,直到燈泡正常發光,在此過程中測得小燈泡電流和電壓的幾組數據,并正確畫出曲線a,如圖乙所示。由圖可知該小燈泡的額定功率為 W,利用該電路 (能/不能)測出燈泡的電阻,此電路的數據 (能/不能)研究導體中的電流與電壓的關系。
(4)當燈泡正常發光時,滑動變阻器接入電路中的電阻為 Ω,此時滑動變阻器的電功率為 W。
(5)小明在圖乙中還畫出了本實驗中滑動變阻器的電流隨電壓變化的曲線b,老師據圖指出該曲線中明顯可以看出有一處是錯誤的,所以此圖不正確,你認為這一處的錯誤是 。
5.(2019?東區二模)小明利用如圖甲所示的裝置測量小燈泡的電功率,提供的實驗器材有:待測小燈泡(額定電壓為2.5V)、電源(3節新干電池)、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關及導線若干。
(1)①圖甲是他們連接的部分電路,請用筆畫線代替導線將電路連接完整。
②閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片處在最 (填寫“左”或“右”)端。
③閉合開關后,發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,燈泡都不亮,電壓表和電流表均無示數,小明找來一根完好的導線,一端連在電源負極,另一端觸碰接線柱A、B、C,當發現只有觸碰接線柱C時,燈泡才發光,若電路中只有一處故障,且各器材,導線均完好,則電路故障可能是 。
(2)故障排除后進行實驗,通過移動滑片記錄了多組數據,并作出了如圖乙所示的I﹣U圖象。據圖象可知小燈泡的額定功率為 W。
(3)小明和小華觀察電流表和電壓表均標有電阻值,請教老師后得知這是電表的電阻,根據圖甲所示的電路測出的小燈泡的額定功率跟真實值相比 (選填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(4)若電流表損壞了,小華利用余下的實驗器材,增加了一個阻值為10Ω定值電阻R1、電阻箱R2,來測量小燈泡的額定功率。如圖丙、丁是她設計的兩種不同方案的電路圖。則以下判斷正確的是 (填字母)。
A.兩種方案都能
B.兩種方案都不能
C.丙方案不能,丁方案能
D.丙方案能,丁方案不能
(5)實驗結束后,小明將該小燈泡單獨與一個10Ω的定值電阻R0串聯后接入電壓為3V的電源兩端,此時R0的功率是 W。
6.(2018秋?臨沂期末)在測定“小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓為6V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
(1)測量小燈泡電功率的原理是 。
(2)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整。
(3)小杰同學閉合開關,移動滑片P到某一點時,電壓表示數(如圖乙)為 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應將圖甲中滑片P向 (填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數為2.5V。
(4)小明同學移動滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數,并繪制成圖丙所示的I﹣U圖象,根據圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是 W。
(5)在實驗中連接好電路,閉合開關,移動變阻器滑片P,若小燈泡始終不亮,電壓表有示數,電流表無示數,原因可能是 ;若小燈泡始終不亮,電壓表無示數,電流表有示數,原因可能是 ;
(6)根據圖象,燈泡的電流與電壓不成正比,原因可能是 。
7.(2019?長春一模)小明同學為了“測量小燈泡的額定功率”,準備了以下實驗器材額定電壓為2.5V的小燈泡(正常發光時電阻約為8Ω),規格為“10Ω 1A”的滑動變阻器、開關、電流表和電壓表各一個、干電池2節、導線若干。
(1)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整;
(2)連接電路時要將開關 并將滑動變阻器的滑片P移到最 (左/右)端;
(3)經檢查,電路連接無誤,各元件完好,閉合開關后,發現無論怎樣移動滑片P,電壓表的示數都達不到2.5V,出現這種現象的原因可有是 (寫出一種原因即可);
(4)解決上述問題后,移動滑片p,當小燈泡正常發光時,電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 W;
(5)測出小燈泡的額定功率后,小明又把燈泡兩端電壓調為額定電壓的一半,發現測得的功率不等于其額定功率的 ,這是由于 。
8.(2019?蘇州模擬)在“測量小燈泡的功率”實驗中,小燈泡標有“2.5V”字樣。
(1)指出圖甲中導線連接錯誤是 。
(2)正確連接電路并檢查無誤后,閉合開關,發現燈泡不亮,兩電表均無示數。為了檢查故障,在開關閉合狀態下,小華將一根檢測導線分別接在燈泡、滑動變阻器兩端,結果接在滑動變阻器兩端時,電流表有示數,則肯定出現故障的元件是 。
A.燈泡 B.滑動變阻器
(3)排除故障后,使小燈泡正常發光,電流表示數如圖乙所示,電流為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)小明通過移動 多次改變燈泡兩端電壓,目的是 。
9.(2018?淮安)在“測量小燈泡的功率”實驗中,小燈泡標有“2.5V”字樣。
(1)圖甲中有一處導線連接錯誤無法正常完成實驗,錯誤的導線是 (選填“①”或“②”)。
(2)正確連接電路并檢查無誤后,閉合開關,發現燈泡不亮,兩電表均無示數。為了檢查故障,小華將電壓表拆下,在開關閉合狀態下,分別將電壓表接在電源、滑動變阻器及開關兩端,結果只有接在滑動變阻器兩端時,電壓表無示數,則肯定出現故障的元件是 。
A.電源 B.開關 C.燈泡 D.滑動變阻器
(3)排除故障后,使小燈泡正常發光,電流表示數如圖乙所示,電流為 A,小燈泡的額定功率為 W
(4)你認為利用本實驗電路能探究電流與電壓的關系嗎?答: ,理由是 。
10.(2019?江寧區一模)現有器材:兩只銘牌模糊的小燈泡L1、L2,僅能看清分別標有“2.5V”和“0.5A”字樣,電源(電壓恒為6V)、開關、電壓表、電流表各一個,導線若干,L1小燈泡電阻約為10Ω,滑動變阻器兩個(R1“5Ω2A”;R2“20Ω0.5A”)。
(1)圖甲是小明測量小燈泡L1額定功率時連接的實物圖。
①圖中有一根線連接錯誤,請在這根線上打“×”,并在圖中改正。
②閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應位于 (選填“A”或“B”)端,實驗中,應選用的滑動變阻器是 (選填“R1”或“R2”)。
③確認電路連接無誤后閉合開關,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發光且電壓表的示數都接近電源電壓,則電路的故障是 。
④排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,并繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示,則該小燈泡的額定功率為 W。
(2)小華利用圖丙所示的電路測出了小燈泡L2的額定功率。請在虛線框內補上小燈泡、電流表和定值電阻R0(阻值已知)這三個元件的符號,使電路完整,實驗操作方便。
11.(2019?廣東一模)如圖甲所示是小剛“測小燈泡電功率”的實驗電路。其中電源電壓為6V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω.滑動變阻器有A規格“10Ω 2A”、B規格“50Ω 1A”可選。
(1)本實驗應該選擇 規格的滑動變阻器。連接電路時開關應斷開,閉合開關前,圖中滑動變阻器的滑片P應位于 (選填“A”或“B”)端。
(2)請用筆畫線代替導線將圖甲的實驗電路連接完整。
(3)檢查電路連接無誤,閉合開關后,燈泡不亮,電壓表有示數且接近電源電壓,電流表指針幾乎不動,產生這一現象的原因可能是 。
(4)排除故障后閉合開關,小剛發現電流表和電壓表有示數但都很小,且看不到小燈泡發光,其原因是
(5)當變阻器滑片P移到某一位置時,電壓表示數如圖乙所示,為 V.要測小燈泡的額定功率,應將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動,使電壓表示數為2.5V。
12.(2019?濮陽一模)在“測定小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V
(1)如圖實物電路中,有一根導線連接錯誤,請在需要拆除的導線上畫“×”,并在圖中補連一條正確導線(導線不許交叉)。
(2)正確連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,發現小燈泡始終不亮兩電表無示數。為判斷故障,將電壓表與滑動變阻器并聯,電壓表有示數,小燈泡仍然不亮。則電路發生的故障是 。
(3)多次改變滑動變阻器的阻值,記錄多組電流表、電壓表讀數,如下表所示。根據表中信息,計算小燈泡的額定功率是 W。
(4)完成上述實驗后,小華設計了如下圖所示的電路,測量小燈泡的額定功率,已知滑動變阻器R的最大阻值為R、小燈泡的額定電流為l=、電源電壓不變。實驗方案如下
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按電路圖連接電路。
②只閉合開關 ,移動R1滑片,使電流表的示數為l額,此時燈泡正常發光。
③只閉合開關 ,保持R1滑片位置不動,移動R2滑片,使電流表示數為I額。
④接第③步繼續操作,將R1滑片移到最右端,電流表的示數為I1,再將R1的滑片移到最左端,電流表的示數為I2,則小燈泡額定功率的表達式為P額= 。(用l額、l1、l2、R0表示)
13.小明做測“小燈泡功率”實驗時,所用器材有電壓為6V的電源,額定電壓為2.5V的小燈泡,以及符合實驗要求的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關和導線。
(1)如圖甲所示是小明沒有連接完整實物電路,請用筆面線代替導線,幫小明將實物電路連接完整。
(2)小明連好電路閉合開關后,發現小燈泡不亮,電壓表有示數,而電流表示數為零,則電路存在的故障可能是 。
(3)排除故障后閉合開關,移動滑片P到某處,電壓表的示數為2.2V,要測得最小燈泡的額功率,應將滑片P向 (選填“左”或“右”)端滑。
(4)小明通過移動滑片P,分別記錄下多組對應的電壓表和電流表的示數,并繪制成了如圖乙所示的U﹣I圖象,根據圖象提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率 W。
(5)在多次測小燈泡電壓和電流的過程中,發現當電壓表的示數增大時,電壓表與電流表示數的比值將 (選填“變大”、“變小”或“不變”),原因是 。
(6)實驗結束后,小明僅將小燈泡換成定值電阻,來探究電流與電阻的關系,小明想要完成四組實驗,準備好的定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①將電路連按正確后,閉合開關,移動變阻器的滑片P,使定值電阻兩端的電壓為2V,此時電流表的示數如圖丙所示,則定值電阻的阻值 Ω。
②斷開開關,將定值電阻換成阻值為10Ω的電阻,其余不動,閉合開關,電壓表示數將 (選填“變大”或“變小”):為完成此四組實驗,滑動變阻器的最大電阻應不小于 Ω。
(7)小紅所在小組的電壓表損壞,有一只小燈泡只標有額定電流I額,電源電壓為U,但她多用了一個開關,也測出了小燈泡的額定功率。她設計的電路圖如圖丁所示,填寫出實驗步驟及測定額定功率的表達式。
實驗步驟:
①閉合開關S1,調節滑動變阻器,使電流表示數為額定電流I額。
②閉合開關S1、S2,滑動變阻器滑片 (“向右”、“向左”或“不動”),電流表的示數為I額。
③小燈泡額定功率表達式:P額= 。
14.(2018?南京)兩只銘牌模糊的小燈泡L1、L2,僅能看清分別標有“0.3A”和“0.5A”字樣。
(1)圖甲是小明測量小燈泡L1額定功率時連接的實物圖;
①圖中有一根線連接錯誤,請在這根線上打“×”,并在圖中改正;
②閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應位于 (選填“A”或“B”)端;
③閉合開關,電流表示數為0.1A,移動滑片P,通過觀察 表的示數來判斷小燈泡是否正常發光,小燈泡正常發光時,電壓表的示數如圖乙所示,則小燈泡L1的額定功率為 W。
(2)小華利用圖丙所示的電路測出了小燈泡L2的額定功率,請在虛線框內補上小燈泡、電壓表和定值電阻R(阻值已知)這三個元件的符號,使電路完整,實驗操作方便。
15.(2018?遂寧)為了探究小燈泡亮度與實際功率的關系,某校物理興趣小組設計了如圖甲所示的實驗電路,標有“2.5V”字樣的小燈泡電阻約為10Ω,電源電壓6V,可供選用的滑動變阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)為了完成實驗,你認為應該選用的滑動變阻器是 。(選填“R1”或“R2”)
(2)請用筆劃線代替導線將圖甲的實驗電路補充完整。(要求:滑動變阻器滑片向右移動時,燈泡變亮)
(3)電路正確連按后,閉合開關,他們發現小燈泡不亮,電流表無示數,電壓表指針明顯偏轉,你認為造成這一現象的原因可能是 。(選填字母)
A.電流表斷路 B.小燈泡短路 C.小燈泡燈絲斷了 D.滑動變阻器短路
(4)排除故障后,當滑動變阻器的滑片移到某一位置時,某同學從“0﹣15V”量程的刻度線看出指針停在10V處,若要測量小燈泡的額定功率,應將滑動變阻器的滑片向 移(選填“左”或“右”)直到小燈泡正常發光,此時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 W。
(5)根據收集到的實驗數據,同學們得出了燈泡亮度與實際功率的關系。在分析論證過程中,勤于思考的小明發現小燈泡在不同亮度下,它兩端的電壓與電流的比值不一樣,你認為其主要原因是 。
16.(2018秋?固始縣期末)在測定“小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω
(1)請你用筆畫線代替導線,將圖1中的實物電路連接完整。
(2)連接電路時,開關應該處于 (選填斷開”或“閉合”)狀態。
(3)小葉同學閉合開關,移動滑片P到某一點時,電壓表示數(如圖2所示)為 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應將圖1中滑片p向 (選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數為2.5V。
(4)小向同學移動滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數,并繪制成圖3所示的U圖象,根據圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是 W。
(5)小毛同學在實驗中連接好電路,閉合開關,移動變阻器滑片P,發現小燈泡始終不亮,電壓表有示數,電流表無示數,原因可能是 (寫出一種即可)。
(6)在實驗中,小明把電流表與電壓表的位置互換,閉合開關后造成 (選填選項前的字母)。
A.電流表被燒壞 B.電壓表被燒壞
C.小燈泡被燒壞 D.小燈泡不亮
17.(2019春?潁泉區校級月考)如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的電路圖,圖乙是實物電路。其中電源是兩節新的干電池,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器上標有“10Ω 1A”的字樣。
(1)圖乙已連接了部分電路,請用筆畫線代替導線按照電路圖將實物電路連接完整。
(2)調節滑片P使電壓表的示數為2.5V,此時電流表的示數如圖丙所示,則該小燈泡的額定電功率為 W。
(3)完成以上實驗后,進一步測量記錄多組實驗數據并描繪出通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關系的曲線,如圖丁所示,通過分析處理圖象中的有關數據,除了可以得到小燈泡的額定電功率大小之外,還可以得到的信息或實驗結論是 (寫出一條即可得分)。
(4)如果某同學在連接好電路后,閉合開關,在移動滑動變阻器滑片P的過程中發現:燈泡變亮時,電壓表示數變小;燈泡變暗時,電壓表示數變大。經檢查所用器材完好無損,出現這種現象的原因是 。
18.(2019?廣東一模)如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的電路圖,圖乙是實物連接圖。其中電源是兩節新干電池,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器上標有“10Ω lA”。
(1)圖乙已連接了部分電路,請用筆畫線代替導線按照電路圖將未連接的電路連接完整
(2)小明同學連接好電路后,閉合開關時發現燈光特別亮,這表明他在閉合開關前沒有 ;
(3)調節滑片P使電壓表的示數為2.5V,此時電流表的示數如圖丙所示,則該燈泡的額定功率為 W。
(4)在完成以上實驗后,小明進一步測量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖丁所示,通過圖象發現燈絲的電阻是變化的,這一現象表明: 。
(5)有一位同學在連接好電路后,閉合開關,在移動滑動變阻器滑片P的過程中發現:燈泡變亮時電壓表示數變小;燈泡變暗時,電壓表示數變大。經檢查所用器材完好,出現這種現象的原因可能是 。
19.(2018秋?蜀山區校級期末)在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓恒定為6V,燈泡上標有“2.5V”字樣。
(1)請用筆畫線代替導線將甲圖中未完成的實物電路連接完整(要求滑片向右移動時電阻變小,連線不能交叉);
(2)實驗過程中,當電壓表示數為2.5V時,電流表示數如圖乙所示,則此時燈絲電阻為 Ω,小燈泡的額定功率為 W(保留一位小數)
(3)要測小燈泡比正常發光略亮時功率,應將過程(2)中滑動變阻器的金屬滑片向 (選填“左”或“右”)調節,調節滑片的過程中電壓表的示數 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(4)在實驗過程中突然燈泡的燈絲燒斷了,此時會觀察到電流表和電壓表的示數發生的變化分別是: 。
20.(2019春?武城縣校級月考)如圖是小紅在“測量小燈泡的電功率”實驗時連接的電路,小燈泡的額定電壓為3.8V,電源電壓恒為6V.
(1)請用筆畫線代替導線,將甲圖電路連接完整。
(2)當開關閉合,變阻器滑片P向左移動時,電流表示數 ,電壓表示數 。(選填“變大”、“變小”或“不變”)
(3)調節滑動變阻器使燈泡正常發光,電流表的示數如圖乙所示,此時電路電流為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)如果電壓表的0~15V量程被損壞,只有0~3V量程能正常使用,要求利用原有器材測出小燈泡的額定功率。請在圖丙的虛線框中畫出你設計的電路圖。
21.(2018?黃石)在“測量小燈泡的額定功率”實驗中,提供如下實驗器材:
A.電源(輸出電壓恒為4.5V)
B.小燈泡(額定電壓3.5V.電阻約為10Ω)
C.滑動變阻器(0﹣10Ω,最大電流2A)
D.電壓表(量程0∽3V)
E.電流表(量程0﹣0.6A﹣3A)
(1)實驗小組初步設計電路如圖甲所示。經分析此電路無法測出小燈泡的額定功率,原因是 。
(2)重新設計電路如圖乙所示,請對照此圖在答題卡圖中用筆畫線替代導線,完成實物圖的連接。
(3)連接電路完成后,閉合開關,發現電流表不動,電壓表也無示數,若電路中只有一處故障,可能是 。
A.小燈泡斷路 B.電壓表斷路 C.滑動變阻器斷路
(4)排除故障后繼續實驗,閉合開關,調節滑動變阻器,當電壓表示數為UV= V時小燈泡正常發光,此時電流表示數如圖丁所示,則小燈泡的額定功率P額= W。
22.(2019?陵城區一模)圖甲為測定“小燈泡電功率”的實驗電路,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
(1)小明連接好電路后,閉合開關,移動滑片,發現小燈泡始終不亮,且電壓表有示數,電流表無示數,則故障原因可能是 。
(2)排除故障閉合開關,移動滑片P到某位置,電壓表示數(如圖乙所示)為 V,則此時燈泡消耗的實際功率 額定功率(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)小明繼續移動滑動變阻器的滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數,并繪制成I﹣U圖象(圖丙),根據圖象,可計算出小燈泡的額定功率是 W。
(4)進一步分析圖象可知,隨著燈泡兩端電壓的增大,燈絲電阻逐漸增大,造成這一現象的原因可能是 。
(5)小敏將原電路中的小燈泡先后換接阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻,探究“電流與電阻關系”
①先將5Ω的電阻接入電路,移動變阻器滑片,使電壓表示數為2V,此時,電流表的示數為 A.然后換接10Ω的電阻,為了保持電壓表示數不變,此時滑動變阻器的滑片應向 (左/右)移動。
②實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時,保持電壓表示數不變,則滑動變阻器的最大阻值應不小于 Ω。
23.(2019?湘潭模擬)在測定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率(正常發光時電阻約為8Ω)的實驗中,電源為兩節新干電池。
(1)連接電路時,開關應 。請用筆畫線將圖乙電路連接完整,要求滑片P向左滑動時,接入電阻變小。
(2)電路連接后,閉合開關,移動滑片(未達到最小阻值),發現燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,則故障可能是 。
(3)排除故障后,為了測量小燈泡的額定功率,調節滑片使電壓表的示數為 V,此時電流表的示數如圖丙所示,則小燈泡額定功率是 W。
(4)若想接著探究電流與電壓的關系,需要補充的實驗器材是 。
(5)若實驗中電流表壞了,為了測量小燈泡的額定功率,小明選用一個R0=5Ω的電阻,設計了如圖丁的電路及實驗方案:
①調節滑片使電壓表的示數為額定電壓;
②保持滑片位置不變,只將電壓表的a點接線改接到c點,測出R0兩端的電壓U0,通過計算得到小燈泡的額定功率。
指出他的設計方案中存在的兩個問題:
問題一: ;
問題二: 。
24.(2019?大慶一模)某校兩個實驗小組在測定小燈泡電功率的實驗中,被測小燈泡的額定電壓為2.5V.實驗桌上提供有如下器材:電源(電壓6V且恒定不變)、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器(50Ω 1A)各一只,導線若干。
(1)曉松同學所在實驗小組利用如圖甲所示的電路進行實驗。
①用筆畫線代替導線,將圖甲所示的實物電路連接完整。
②連接電路時,開關應該 。
③閉合開關,移動滑動變阻器的滑片P的過程中,觀察到電流表示數幾乎接近最大值時,小燈泡仍然不亮,且電壓表無示數,其原因可能是 。
④排除故障后,閉合開關,移動滑片P至電壓表的示數如圖乙所示,其讀數為 V.要使小燈泡正常發光,滑片P應向 (選填“A”或“B”)端移動。
⑤多次改變滑片P的位置,獲得多組對應的電壓、電流值,并繪制出如圖丙所示的圖象。由圖象可知,小燈泡的額定功率是 W。
(2)曉麗同學所在的實驗小組的滑動變阻器已損壞(其他器材和規格不變),老師提供了另一只滑動變阻器(10Ω 1A),小組同學討論后發現,若要繼續用已連接完整的圖甲所示電路來測出小燈泡的額定功率,至少還要在原電路中 聯(選填“串”或“”并)一個 Ω的電阻。
25.小明做“測量小燈泡電功率”實驗中,所用電源電壓恒為4V,小燈泡的螺旋套上標有“2.5V”字樣,其額定功率小于1W,滑動變阻器的規格是“10Ω 1A”。
(1)在實驗前檢查儀器時,發現電流表的指針如圖1甲所示,則他接下來的操作是 ;請你根據圖乙電路圖用筆畫線代替導線,將圖丙中未完成的電路連接好。要求:滑動變阻器的滑片向右移動時,連入電路的阻值變大,導線不能交叉;
(2)連接電路后閉合開關,發現電壓表和電流表均無示數,燈泡不亮,移動滑片時電壓表和電流表仍然沒有示數,燈泡不亮。電路的故障可能是 ;
A.燈泡短路 B.滑動變阻器短路 C.燈泡斷路 D.滑動變阻器斷路
(3)電路故障排除后,閉合開關,調節滑動變阻器滑片到某一位置時,電壓表示數如圖2甲所示,現要測定小燈泡的額定功率,應將滑片適當地向 (選填“左”或“右”)移動,使電壓表的示數為2.5V,此時電流示數如圖2乙所示,那么燈泡的額定功率是 W;
(4)小明能用小燈泡來研究電流與電壓的關系嗎? ;理由是 ;
(5)為了研究電流和電阻的關系,小明找到幾個定值電阻,阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,他用5Ω的電阻替換電路中的小燈泡,移動滑片使電壓表示數為2.5V,記錄電流表示數,又換上10Ω的電阻,移動滑片,最終電流表的示數為 A;
(6)當小明用20Ω的電阻進行實驗時,發現電壓表的示數始終不能調到2.5V,聰明的小明想到了解決辦法,他將其中一個定值電阻串聯接入電路后,既可以用20Ω的電阻完成實驗,又可以用30Ω的電阻完成實驗,他選擇的定值電阻至少是 Ω。
26.(2018?白銀)某實驗小組的同學通過圖甲所示的電路進行實驗探究。
(1)斷開開關S3,閉合開關S1和S2,移動滑動阻器滑片P,發現電壓表始終無示數,電流表有示數,其原因可能是 (填符號)
A.滑動變阻器斷路 B.R斷路 C.R短路
(2)故障排除后斷開開關S3,閉合開S1和S2,通過調節滑動變阻器,讀出多組相應的電壓表和電流表的示數。甲同學根據測量數據繪成如圖乙所示圖象。由圖象可知定值電阻R= Ω;
(3)乙同學根據測量數據分別計算出多個R的阻值并取平均值,其目的是為了 ;
(4)斷開開關S2,閉合開關S1和S3,通過多次調節滑動變阻器,測量燈L的電壓和電流,根據測量數據繪成如圖丙所示的圖象。若燈L的額定電壓為2.0V,則它的額定功率為 W。
(5)由圖丙可看出燈絲的U﹣I圖象不是一條直線,原因是 。
27.(2019?雙流區模擬)小謝利用圖甲所示的電路做“探究通過導體的電流與導體兩端的電壓、導體電阻的關系”的實驗。
(1)圖乙是未連接好的電路,請在圖上用筆畫線代替導線連接好電路。
(2)探究電流與電壓的關系,應控制不變的量是 。同時 ,使電壓表的示數增大,并記下電流表的示數。
(3)研究電流和電阻的關系時,要移動變阻器R′的滑片,其目的是 。
(4)探究電流與電阻的關系的實驗過程中,當A、B兩點間的電阻R由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的正確操作是
A.保持滑動變阻器的滑片不動
B.將滑動變阻器的滑片適當向左移動
C.將滑動變阻器的滑片適當向右移動
D.適當增加電池的節數
28.(2019?萬州區校級模擬)在探究“電壓一定時,電流跟電阻的關系”的實驗中,設計的電路如圖甲所示。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中所示實物連接成完整電路(導線不允許交叉)
(2)連接好電路,發現電流表沒有示數,移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數始終接近電源電壓,造成這一現象的原因可能是 。
(3)排除電路故障后進行實驗,多次改變R的阻值,調節滑動變阻器,使電壓表示數保持不變。若電壓表示數偏小,則應將滑動變阻器向 (選填“左或“右”)滑動,實驗數據記錄如下表,
實驗次數 1 2 3 4 5
電阻R/Ω 5 10 15 20 25
電流I/A 0.6 0.2 0.15 0.12
(4)分析實驗數據可得實驗結論是: 。
(5)小紅試圖將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系,小明認為她的實驗方案不可行,他的理由是 。
(6)小明想用一個電流表和一個定值電阻R0測未知電阻Rx的阻值,于是他和同組同學設計了如圖丙所示的電路圖,并進行如下實驗操作①閉合S、S1,此時電流表的示數為I;
② ,此時電流表的示數為I1;
③未知電阻Rx的表達式為:Rx=
29.(2019?江陽區模擬)如圖甲是某實驗小組探究“電流與電壓、電阻關系”的電路圖,使用的實驗器材有:電壓為6V的電源,電流表、電壓表各一個,開關一個,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個,規格為“20Ω1A”的滑動變阻器一個,導線若干。
表1
實驗次數 1 2 3
電壓U/V 1.0 1.5 2.0
電流I/A 0.2 0.4
表2
實驗次數 1 2 3
電阻R/Ω 5 10 15
電流I/A 0.6 0.3 0.24
(l)探究電流與電壓的關系時,所測得的幾組電流、電壓值如表1所示,在第2次實驗中,電流表表的示數如圖乙所示,則通過電阻的電流為 A,根據表1數據可得到結論: 。
(2)探究電流與電阻的關系時,所測得的幾組電流、電壓值如表2所示。
①由于操怍不當,導致一組數據存在錯誤,請判斷第 次實驗的數據存在錯誤。產生錯誤的原因是 ,正確的數據應該是 A。
②糾正錯誤以后,該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進行第4次實驗時應將滑動變阻器的滑片向 (左/右)滑動,但發現實驗無法進行下去,為完成第4次實驗,同學們提出了下列解決方案,其中正確的是 。
A.將電壓表的量程換為0~15V
B.換成電壓為12V的電源
C.更換最大阻值大于或等于30Ω的滑動變阻器
D.可將定值電阻兩端的電壓調為1.5V
30.(2018?內江)在測量“小燈泡的額定功率”的實驗中,實驗室提供的實驗器材有:
A.電源(電壓為4.5V),
B.電流表A1(量程為0﹣0.6A,電阻為0.5Ω)
C.電流表A2(量程為0﹣3A,電阻為0.2Ω)
D.電壓表V1(量程為3V,內阻為3kΩ)
E.電壓表V2(量程為15V,內阻為1kΩ)
F.滑動變阻器R(阻值0﹣10Ω)
G.定值電阻R0=800Ω
H.待測小燈泡L(額定電壓為3.8V,額定功率大約是1.2W)
I.開關S一個,導線若干
實驗要求:既要保證電路安全,又要提高測量精確度;為了減小系統誤差,測量時電表示數應大于量程的三分之一。則
(1)根據實驗要求,電流表應選 ,電壓表應選 (選填器材前的字母代號)。
(2)根據實驗要求,在虛線方框內畫出實驗電路圖(其中部分電路已畫出)。
(3)根據實驗電路圖,請用筆畫線代替導線,將實驗器材連接起來使之成為實驗電路(其中部分導線已連接好)。
(4)在閉合開關前,滑動變阻器的滑片應滑到 端(選填實物圖中“a”或“b”);正確連接實驗電路后,開關試觸時,發現燈泡不亮,電流表無示數,電壓表有示數,仔細檢查電路各部分均接觸良好,其原因可能是 。
31.(2018?欽州模擬)某實驗小組在測定小燈泡電功率的實驗中,被測小燈泡的額定電壓為2.5V,實驗桌上提供有如下器材:電源(電壓6V且恒定不變),電流表、電壓表、開關,滑動變阻器“50Ω 1A”各一個,導線若干。實驗小組利用了圖(甲)所示的電路進行實驗,
(1)用筆畫線代替導線,將圖甲所示的實物電路圖連接完整。
(2)連接電路時,開關應該 。
(3)閉合開關,移動滑動變阻器P的過程中,觀察到電流表示數幾乎接近最大值時,小燈泡仍然不亮,且電壓表無示數,其原因可能是 。
(4)排除故障后,閉合開關,移動滑片P至電壓表的示數如圖乙所示,其示數為 V,要使小燈泡正常發光,滑片P應向 (選填“A”或“B“)端移動。
(5)多次改變滑片P的位置,獲得多組對應的電壓、電流值,并繪制出如圖丙所示的圖象。由圖象可知,小燈泡的額定功率是 W.小燈泡的電阻隨著它兩端電壓的升高而 (選填“增大”、“變小”或“不變”)。
32.(2018秋?興化市期末)測定小燈泡電功率的實驗中,選用的電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω.
(1)測定小燈泡電功率實驗依據的原理是 ;實驗中,連接電路時開關應 ;電流表的量程應選0~ A。
(2)用筆畫線代替導線,連接完整如圖甲所示的實物電路;
(3)閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應位于實物圖中 (選填“A”或“B”)端。
(4)閉合開關,移動變阻器的滑片P,發現小燈泡始終不亮,電壓表有示數、電流表無示數,原因可能是 (寫出一種即可);
(5)排除故障后,閉合開關、移動滑片P至電壓表的示數如圖乙所示,其讀數為 V;要獲得小燈泡額定功率的數據,滑片P應向 (選填“A”或“B”)移動;
(6)改變滑片P的位置,獲得多組對應的電壓、電流值。根據記錄的數據,繪制得如圖丙所示的I﹣U圖象。由圖象可知,小燈泡兩端電壓是1.5V時,其電阻是 Ω;小燈泡的額定功率是 W。
33.(2018?遵義)在“測小燈泡電功率”的實驗中,實驗室有以下器材:電源(電壓恒為4.5V)、標有2.5V的小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器“20Ω1A”、開關各一個,定值電阻三個(10Ω、20Ω、30Ω)、導線若干。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中電路連接完整。要求:滑動變阻器滑片向左移動時小燈泡亮度變亮。
(2)電路連接好后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片進行多次實驗,并將其中三次數據記錄在表格中,根據數據求出小燈泡的額定功率為 W。
實驗次數 1 2 3
電壓表示U/V 2.0 2.5 2.8
電流表示數I/A 0.20 0.24 0.26
(3)上述實驗結束后,小華同學想進一步“探究電流與電阻的關系”,他將小燈泡取下后,按圖乙電路在R的位置依次換成已有的定值電阻(10Ω、20Ω、30Ω)先后接入電路,為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調為2.5V,應在電路中再串聯一個阻值范圍為 Ω至 Ω的電阻Rˊ。
34.(2018?蘭州)如圖甲所示為測量小燈泡電功率的實物圖,所選小燈泡的額定電壓為2.5V,電路連接完成后;
(1)閉合開關發現小燈泡不發光且電流表無示數,但是電壓表的示數很大且接近電源電壓,經檢查導線連接無誤,則出現這種現象的原因可能是: 。
A.電流表斷路 B.小燈泡斷路 C.電壓表斷路 D.變阻器斷路
(2)排除電路故障后繼續實驗。當電壓表示數為2V時,電流表的示數如圖乙所示此時通過小燈泡的電流為
A,小燈泡消耗的電功率為 W.為了測量小燈泡的額定功率,則應將滑動變阻器的滑片P向 (填“A”或“B”)端移動。
(3)圖丙是根據多組實驗數據描繪出的I﹣U關系圖象,分析通過燈泡的電流與其兩端電壓不成正比的原因是 。
35.(2018?長春)某實驗小組在“探究電流與電阻的關系”實驗中,按如圖甲所示的電路圖正確連接電路,逐次將不同阻值的電阻R接在a、b間,每次閉合開關前,滑動變阻器的滑片均移到阻值最大端。
(1)當接入的電阻R為5Ω時,閉合開關,電流表無示數,電壓表示數如圖乙所示,移動滑片,兩表指針保持不動。若電路中只有一處故障,則故障是 ;電源兩端的電壓為 V。
(2)排除故障后進行如下操作:①閉合開關,記錄電流表示數;②移動滑片使電壓表示數為U0時,記錄電流表示數;③當接入的電阻R分別為10Ω、15Ω時,閉合開關,重復步驟②;④當接入的電阻R為Rx時,閉合開關,電壓表示數大于U0,記錄電流表示數:⑤利用測得的數據繪制出如圖丙所示的圖象。
(3)實驗中,滑動變阻器消耗的最大功率為 W。
(4)仍使用原有器材,若使以上四個電阻都能為實驗所用,應控制a、b之間的電壓至少為 V。
36.(2019?鐵嶺模擬)小冰用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”,電源電壓恒為4.5V,滑動變阻器上標有“20Ω,2A”字樣,有阻值為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個。
(1)請用筆畫線把圖甲所示電路連接完整,要求閉合開關后,滑片向左移動時電流表示數變小。
(2)小冰將5Ω定值電阻接入電路后,閉合開關,發現電壓表有示數而電流表指針幾乎不動,則電路中的故障可能是 (寫出一種);排除故障后,閉合開關。調節滑動變阻器的滑片P,使電流表的示數如圖乙所示,此時電路中的電流為 A。
(3)將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻,閉合開關,為了保持電壓表的示數不變,應將滑動變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)移動。
(4)將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻進行實驗時,發現無論如何移動滑動滑片P都無法達到要求,你認為其原因是 ;為了能將本實驗完成,應換用電壓 (選填“大一些”或“小一些”)的電源。
37.在“探究電流與電壓的關系”實驗中:
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中電路連接完整,要求滑片P向B端滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大(連線時導線不允許交叉)。
(2)正確連接好電路后,閉合開關發現電壓表示數為2.8V,電流表無示數,滑動滑片P兩表示數均無變化,則故障原因是 。
(3)小明排除故障后,移動滑片P到某一位置時電流表示數如圖乙所示,此時通過電阻的電流為 A.若要增大電阻兩端的電壓,應將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動。
(4)實驗中測得多組數據,繪制出電阻R的I﹣U圖象如圖丙所示:由圖象可得電流與電壓的關系是 ;本實驗所用電阻的阻值為 Ω。
38.(2018秋?長春期末)用如圖甲所示的裝置探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”,相同容器內裝滿了煤油。
(1)容器中裝入的煤油是 (選填“導體“或“絕緣體”)。
(2)請根據實物電路,在乙框內畫出對應的電路圖。
(3)為達到實驗目的,選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應 ,通過R1的電流 (選填“大于”、“小于”、“等于”)通過R2的電流。
(4)通電一段時間后,管內液面高度差如圖所示,說明 。
(5)愛米用如圖丙所示的裝置,進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系。”經多次實驗測量,收集實驗數據,繪制了管內液面上升的高度h與電流I的關系圖象。請你依據焦耳定律,在圖丁中粗略繪制出能正確反映h一I關系的圖象。
39.(2018?長沙)如圖甲、乙所示,某科技小組自制了一個測量水的深度的裝置,它由測量頭和控制盒構成,測量頭的測量面是一個涂有絕緣漆的面積為2cm2的壓敏電阻R1,R1的電阻隨水對它的壓力F的變化關系如圖丙所示,控制盒內有一個定值電阻R0和一個最大阻值為90Ω的滑動變阻器R2,電源電壓保持不變,通過電路調節,可使控制盒的功率達最大值Pm,科技小組通過控制盒的功率最小值和Pm的比值來標記水的深度,不計導線的電阻,電壓表的量程為0﹣3V.科技小組在確保電路安全的情況下,進行如下的操作:ρ水=1.0×103kg/m3;g取10Nkg)
(1)R1未放入水中時,閉合S,斷開S1,將R2的滑片移至最上端。此時電壓表示數達到最大值,R0的電功率為
P0,求:R1未放入水中時的電阻為 Ω。
(2)測量頭放到水下深度h1=10m時,閉合S.斷開S1將R2的滑片移至某一位置時,R0的電功率為P0′,電路的總功率為P總,R1的電功率為P1.已知P0:P0′=9:4,P總:P1=6:1,求:此時R0兩端的電壓為 V。
(3)測量頭放到水下深度h2=3m時。調節電路,控制盒的最小功率與Pm的比值為 。
40.(2018?臺州)在3D打印筆中裝入塑料條,接通電源,等待一段時間后即可擠出熱融的塑料,塑料在空氣中迅速冷卻變成特定的形態(如圖甲)。其內部電路如圖乙,R1、R2是相同的PTC發熱電阻。單個PTC的電阻與溫度的關系如圖丙。
(1)打印筆工作時,PTC電阻發熱,塑料受熱會逐漸變軟變稀。可見,塑料 (選填“是”或“不是”)晶體。
(2)打印筆工作有快、慢兩檔。快檔打印時,圖中開關S1應處于 狀態,若此時溫度為250℃,打印筆的電功率是多少?
(3)打印筆正常工作時的溫度能自動穩定在250℃左右,結合圖丙信息,說明理由。
答案與解析
1.【分析】(1)根據小燈泡額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為10Ω由歐姆定律求燈的額定電流,當燈正常發光,根據串聯電路的規律及歐姆定律求選用的變阻器的電阻;
(2)開關閉合前為保護電路,變阻器連入電路中的電阻應最大,
(3)電流表和電壓表指針都有較小的偏轉,說明電路為通路,小燈泡不亮,說明電路中電流過小,據此分析;
(4)燈在額定電壓下正常發光,根據圖中電壓表小量程讀數,比較電壓表示數與額定電壓的大小,根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確定滑片移動的方向;
(5)根據P=UI求燈的額定功率。
【解答】解:(1)電源電壓為6V,小燈泡額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為10Ω,根據歐姆定律,燈的額定電流約為:
I= = =0.25A,當燈正常發光,根據串聯電路的規律及歐姆定律,變阻器的電阻為:
R滑= = =14Ω,故選用“50Ω2A”的變阻器A;
(2)開關閉合前為保護電路,變阻器連入電路中的電阻應最大,遺漏的步驟是:將變阻器的最大電阻連入電路;
(3)改正錯誤后,閉合開關,電流表和電壓表指針都有較小的偏轉,說明電路為通路,小燈泡不亮,說明電路中電流過小,燈的實際功率太小,選C;
(4)燈在額定電壓下正常發光,圖中電壓選用小量程,分度值為0.1V,其讀數是1.1V,小于燈的額定電壓2.5V,應增大燈的電壓,根據串聯電路電壓的規律,應減小變阻器的電壓,由分壓原理,應減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向左移動,直到電壓表示數為額定電壓;
(5)調節滑動變阻器,當小燈泡正常發光時,電流表的示數為0.25A,小燈泡的額定功率是:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案為:(1)A;(2)將變阻器的最大電阻連入電路中;(3)C;(4)1.1;左;(5)0.625。
【點評】本題測燈的功率,考查器材的選擇、注意事項、故障分析、操作過程及額定功率的計算。
2.【分析】(1)根據電源電壓為3V確定電壓表選用小量程與燈并聯,變阻器按一上一下接入電路中;
(2)連接電路時,為保護電路,開關應處于斷開狀態,滑動變阻器的滑片置于阻值最大處;
(3)逐一分析兩個答案,找出符合題意的答案;
(4)根據電流表選用小量程確定分度值讀數,根據P=UI求出小燈泡的額定功率;
(5)燈在額定電壓下的功率為額定功率,燈在不同電壓下的功率不同,據此分析。
【解答】解:(1)電源電壓為3V,故電壓表選用小量程與燈并聯,變阻器按一上一下接入電路中,如下所示:
(2)連接電路時,小明應讓開關處于斷開狀態,滑動變阻器的滑片置于阻值最大處的B端;
(3)若燈泡短路,燈泡不亮,電壓表示數為0,電路為通路,電流表有示數,不符合題意;
若燈泡斷路,燈泡不亮,電流表無示數,電壓表串聯在電路中測電源電壓,電壓表有示數,符合題意;
故出現這一故障的原因可能是小燈泡處斷路;
(4)調節滑動變阻器,使小燈泡正常發光,電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,此時通過小燈泡的電流是0.28A,則小燈泡的額定功率是:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(5)燈在額定電壓下的功率為額定功率,燈在不同電壓下的功率不同,故不能將小燈泡在不同電壓下的電功率取平均值。
故答案為:(1)如上所示;(2)斷開;B;(3)斷路;(4)0.28;0.7。
【點評】本題“測量小燈泡的電功率”,考查電路連接、注意事項、故障分析、額定功率的計算及數據分析。
3.【分析】(1)根據待測小燈泡L的額定電壓為3.8V確定電壓表選用大量程與燈并聯,由額定功率小于1W,根據P=UI求出燈的額定電流確定電流流表選用小量程與燈串聯,變阻器按一下一上接入電路中與燈串聯;
(2)排除故障后,正確連接好電路,閉合開關,電流表、電壓表均有示數,說明電路為通路,小燈泡不亮,說明電路中的電流過小,據此分析;
燈在額定電壓下正常發光,據此分析接下來的操作;
根據電流表選用小量程確定分度值讀數,根據P=UI求出小燈泡的額定功率;
(3)當燈的實際電壓大于燈的額定電壓時,燈的實際功率大于燈的額定功率,故測出小燈泡的額定功率后,再測大于小燈泡額定功率的實際功率,要增大燈的電壓,根據串聯電路電壓的規律和分壓原理確定滑動變阻器的滑片移動的方向;
(4)燈在額定電壓下的功率為額定功率,不同電壓下的功率不同,據此分析。
【解答】解:(1)待測小燈泡L的額定電壓為3.8V,電壓表選用大量程與燈并聯,額定功率小于1W,根據P=UI,燈的額定電流小于:
I= = ≈0.26A,
故電流表選用小量程與燈串聯,變阻器按一下一上接入電路中與燈串聯,如下所示:
(2)排除故障后,正確連接好電路,閉合開關,電流表、電壓表均有示數,說明電路為通路,小燈泡不亮,說明電路中的電流過小,現這種現象的原因是:變阻器連入電路中的電阻最大;
燈在額定電壓下正常發光,故為測量小燈泡的額定功率,接下來的操作應該是:向右移動變阻器的滑片,使電壓表示數為3.8V,讀出并記錄電流表的示數;
當燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,其值為0.2A,小燈泡的額定功率為:
P=UI=3.8V×0.2A=0.76W;
(3)當燈的實際電壓等于額定電壓,燈的功率為額定功率,當燈的實際電壓大于燈的額定電壓時,燈的實際功率大于燈的額定功率,故測出小燈泡的額定功率后,再測大于小燈泡額定功率的實際功率,要增大燈的電壓,由串聯電路電壓的規律,要減小變阻器連入電路中的電阻,由分壓原理,應將滑動變阻器的滑片向右端滑動。
(4)測量小燈泡的電功率不需要多次測量求平均值,因為燈在額定電壓下的功率為額定功率,不同電壓下的功率不同,取平均值沒有意義。
故答案為:(1)如上所示;(2)變阻器連入電路中的電阻最大,電流過小;向右移動變阻器的滑片,使電壓表示數為3.8V;0.2;0.76;(3)右;(4)燈在額定電壓下的功率為額定功率,不同電壓下的功率不同。
【點評】本題測量小燈泡電功率,考查電路連接、器材的選擇、電路分析、操作過程、電流表讀數、額定功率的計算和數據處理。
4.【分析】(1)測燈的功率實驗中,電壓表與燈并聯,電流表與燈串聯,變阻器串聯在電路中,分析電路連接錯誤之處,并改正;
(2)閉合開關前,為保護電路,開關要斷開;應該將滑動變阻器滑片移至阻值最大處;
(3)由圖乙曲線a可知電壓為2.5V時的電流大小,根據P=UI求該小燈泡的額定電功率;
根據歐姆定律分析;
由圖線a知燈絲的電阻是變化的,而研究導體中的電流與電壓的關系時,要控制電阻大小不變;
(4)由圖乙曲線a可知當燈泡正常發光時通過的電流大小,根據串聯電路的規律和歐姆定律,求出滑動變阻器連入電路中的電阻;根據P滑=U滑I求此時滑動變阻器的電功率;
(5)根據串聯電路電壓的規律:電路的總電壓等于各部分電壓之和分析。
【解答】解:(1)原電路中,燈與變阻器并聯后與電流表并聯,電壓表串聯在電路中了,是錯誤的,電流表應與燈和變阻器串聯,電壓表與應燈并聯,改正后如下所示:
(2)閉合開關前,開關應斷開,將滑動變阻器滑片移至阻值最大處,即B端;
(3)如圖乙曲線a所示,可知燈泡的電壓為2.5V時,電流為0.3A,
該小燈泡的額定電功率為:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
根據歐姆定律的變形公式R= 可知,因可測出燈的電壓和通過的電流,故利用該電路能測出燈泡的電阻;
研究導體中的電流與電壓的關系時,要控制電阻大小不變,由圖線a知,通過燈的電流隨電壓的變化不是直線,所以燈絲的電阻是變化的,則此電路的數據不能研究導體中的電流與電壓的關系;
(4)因當燈泡正常發光時,燈的電壓為2.5V,通過的電流為0.3A,根據串聯電路電壓的規律,變阻器兩端的電壓:
U滑=U﹣UL=4V﹣2.5V=1.5V,
根據串聯電路電流的規律和歐姆定律可得,滑動變阻器連入電路中的電阻為:
R滑= = =5Ω;
此時滑動變阻器的電功率為:
P滑=U滑I=1.5V×0.3A=0.45W;
(4)圖乙中還畫出了本實驗中滑動變阻器的電流隨電壓變化的曲線b,根據串聯電路電壓的規律可知:電路的總電壓等于各部分電壓之和,故變阻器與燈泡的電壓之和應4V,當滑動變阻器的電阻與燈泡的電阻相等時(曲線的交點處,電壓和電流都相等,由歐姆定律R= 電阻相等)電壓之和顯不等于電源電壓4V(或滑動變阻器兩端與燈泡兩端電壓之和并不總是等于4V),所以曲線b是錯誤的。
故答案為:(1)如上所示;(2)斷開;B;(3)0.75;能;不能;(4)5;0.45;
(5)當滑動變阻器的電阻與燈泡的電阻相等時(曲線的交點處)電壓之和明顯不等于電源電壓4V(或滑動變阻器兩端與燈泡兩端電壓之和并不總是等于4V)。
【點評】本題測定小電燈電功率的實驗,考查電路的連接、注意事項、操作過程、額定功率的計算、測電阻的原理、控制變量法及對數據的分析,綜合性較強。
5.【分析】(1)①根據燈的額定電壓為2.5V確定電壓表選用小量程與燈并聯;
②閉合開關前,為保護電路,應將滑動變阻器的滑片處在阻值最大處;
③發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,燈泡都不亮,電壓表和電流表均無示數,說明電路斷路;找來一根完好的導線一端連在電源負極,另一端觸碰接線柱A、B、C,當發現只有觸碰接線柱C時,燈泡才發光,導線與B或C接線柱接觸不良;
(2)從圖象中找出燈泡電壓為2.5V時對應的電流,根據P=UI求小燈泡的額定功率;
(3)圖甲中,電壓表測量的燈的電壓是準確的,根據并聯電路電流的規律確定電流表示數與燈的實際電流的大小關系,根據P=UI分析;
(4)根據電路圖,確定能否使小燈泡正常發光,若不能,則無法測量小燈泡的額定電功率;
(5)小燈泡的電阻隨電壓(溫度)的變化而變化,不是一個定值,所以,根據串聯電路電流和電壓的特點,由圖乙找出符合條件的燈對應的電壓和電流值,進而求出R0的功率。
【解答】解:(1)①燈的額定電壓為2.5V,故電壓表選用小量程與燈并聯,如下所示:
②閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片處在阻值最大處的最左端;
③閉合開關后,發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,燈泡都不亮,電壓表和電流表均無示數,說明電路斷路;
小明找來一根完好的導線,一端連在電源負極,當發現只有觸碰接線柱C時,燈泡才發光,若電路中只有一處故障,且各器材,導線均完好,則故障可能是導線與B或C接線柱接觸不良;
(2)圖乙為燈泡的I﹣U圖象,據圖象可知,當燈泡的電壓為2.5V時(燈泡正常發光),其電流為0.3A,則小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)圖甲中,電壓表測量燈泡的電壓是準確的,電流表測燈泡和電壓表的總電流,所以,電流表示數大于燈的實際電流,根據P=UI求出小燈泡的額定功率跟真實值相比偏大;
(4)丙方案中,R1、小燈泡、變阻器三者串聯,電源電壓為4.5V(3節新干電池),
當燈正常發光時(其電流為0.3A),10Ω定值電阻R1的電壓:U1=ILR1=0.3A×10Ω=3V,
根據串聯電路電壓的規律,燈與定值電阻的總電壓為:2.5V+3V=5.5V>4.5V,則燈不可能正常發光,故丙方案不能測出小燈泡的額定功率。
丁方案中,電源電壓為4.5V,當S接1時,燈泡和變阻器串聯,電壓表測變阻器的電壓;
根據串聯電路電壓的規律,當電壓表示數U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V時,燈泡正常發光,
開關接2時,可通過調節電阻箱的阻值使得電壓表示數仍為2V,則燈泡正常發光時的阻值等于電阻箱的阻值(等效法),根據P= 可以測出小燈泡的額定功率;
所以,丙方案不可行,丁方案能測出小燈泡的額定功率;故選C;
(5)由圖乙知,當燈的電壓U燈=1.0V,對應的電流I=0.2A時,根據串聯電路電流的特點,通過定值電阻的電流等于0.2A,此時定值電阻的電壓U定=IR0=0.2A×10Ω=2V;又根據串聯電路電壓的特點,燈和定值電阻的總電壓U=U燈+U定=1V+2V=3V剛好為電源電壓;
所以,此時R0的功率:P0=U定I=2V×0.2A=0.4W。
故答案為:(1)①如上圖所示;②左;③導線與B或C接線柱接觸不良;(2)0.75;(3)偏大;(4)C;(5)0.4。
【點評】本題測量小燈泡的電功率,考查電路的連接、注意事項、常見故障的分析、燈的額定功率、誤差分析、對實驗方案的評估和串聯電路的規律及等效替代法的運用。
6.【分析】(1)測量小燈泡電功率的原理是P=UI;
(2)根據小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω,由歐姆定律求出燈的額定電流確定電流表選用小量程與燈串聯;
(3)燈在額定電壓下正常發光,根據圖中電壓表小量程讀數,比較電壓表示數與額定電壓的大小,根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確定滑片移動的方向;
(4)根據繪制成圖丙所示的I﹣U圖象得出燈在額定電壓下的電流,由P=UI求出小燈泡的額定功率;
(5)若電流表示數為0,燈不亮,說明電路可能斷路;電壓表有示數,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯的電路斷路了;
若小燈泡始終不亮,電流表有示數,說明電路為通路,根據電壓表無示數分析可能的原因;
(6)由燈的電阻隨溫度的變化而變化分析。
【解答】解:(1)測量小燈泡電功率的原理是P=UI;
(2)小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω,由歐姆定律,燈的額定電流約為:
I= = =0.25A;故電流表選用小量程與燈串聯,如下所示:
(3)燈在額定電壓下正常發光,圖中電壓選用小量程,分度值為0.1V,示數為2.2V,小于燈的額定電壓2.5V,應增大燈的電壓,根據串聯電路電壓的規律,應減小變阻器的電壓,由分壓原理,應減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向B端移動,使電壓表的示數為2.5V;
(4)根據繪制成圖丙所示的I﹣U圖象知,燈在額定電壓下的電流為0.2A,根據圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)在實驗中連接好電路,閉合開關,移動變阻器滑片P,若小燈泡始終不亮,電壓表有示數,電流表無示數,原因可能是燈泡斷路;
若小燈泡始終不亮,電流表有示數,說明電路為通路,電壓表無示數,原因可能是:燈泡短路;
(6)根據圖象,燈泡的電流與電壓不成正比,原因可能是燈的電阻隨溫度的變化而變化。
故答案為:(1)P=UI;(2)如上所示;(3)2.2;B;(4)0.5;(5)燈泡斷路;燈泡短路;(6)燈的電阻隨溫度的變化而變化。
【點評】本題測定“小燈泡電功率”的實驗,考查原理、電路連接、操作過程、額定功率計算、故障分析及影響電阻大小的因素。
7.【分析】(1)變阻器按一下一上接入電路中,根據小燈泡的額定電壓為2.5V確定電壓表選用小量程與燈并聯;
(2)為保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處;
(3)燈在額定電壓下正常發光,根據串聯電路電壓的規律求出燈正常發光時變阻器分得的電壓,根據分壓原理,求出變阻器連入電路中的最小電阻,據此分析;
(4)根據電流表選用小量程確定分度值讀數,根據P=UI求小燈泡的額定功率;
(5)根據P= ,當燈泡兩端電壓為額定電壓的一半,根據燈的電阻隨溫度的變化而變化分析。
【解答】解:(1)變阻器按一下一上接入電路中,小燈泡的額定電壓為2.5V,故電壓表選用小量程與燈并聯,如下所示:
(2)連接電路時要將開關斷開并將滑動變阻器的滑片P移到最大處的左端;
(3)當燈的兩
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