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人教版(2024)第3节 测量小灯泡的电功率精练
展开这是一份人教版(2024)第3节 测量小灯泡的电功率精练,共27页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
(同步基础练习)
一、选择题(共15小题):
1.一只标有“36V 25W”的灯泡L(灯泡电阻不变),下列理解正确的是( )
A.灯泡L发光正常时两端电压为220V
B.灯泡L正常工作时的电流约为0.7A
C.灯泡L正常工作时的电阻约为1.44Ω
D.若把灯泡接在24V的电源两端,实际功率为25W
2.关于标有“12V24W”的白炽灯,下列说法正确的是( )
A.该灯泡实际工作时的实际功率是24W
B.该灯泡工作时,其两端电压是12V
C.该灯泡正常发光时,其灯丝电阻是6Ω
D.该灯泡工作时,通过其灯丝的电流是2A
3.甲灯标有“36V60W”,乙灯标有“100V60W”,它们如在各自的额定电压下工作,则发光的情况是( )
A.甲灯亮B.乙灯亮C.一样亮D.不知道
4.有两只灯泡L1、L2,分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.两灯正常发光时,L1的电阻较大
B.两灯并联接入220V的电路,L1、L2消耗功率之比是2:5
C.两灯串联接入220V的电路,L2灯更亮
D.两灯正常发光时,甲消耗的电能比乙多
5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
B.两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
6.将标有“220V 60W”的甲灯和标有“220V 100W”的乙灯并联起来,接到220V的电源上,则( )
A.两灯都正常发光,乙灯比甲灯亮
B.两灯都不能正常发光,甲灯比乙灯亮
C.两灯都不能正常发光,乙灯比甲灯亮
D.两灯都正常发光,甲灯比乙灯亮
7.如图所示,两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样,将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上,闭合开关S,假设两灯的灯丝电阻不随温度变化,则下列说法正确的是( )
A.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B.在调节电源电压的过程中,灯L1始终比灯L2亮
C.在调节电源电压的过程中,两灯的功率变化量相同
D.当电源电压调节到8V时,两灯都不能正常发光
8.为了测定小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是( )
A.手按开关,眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片,眼观电流表
C.手移动变阻器的滑片,眼观电压表
D.手移动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
9.在测定小灯泡额定功率的实验中,某同学连接的电路正确,闭合电键后灯泡发光,但无论怎样移动变阻器的滑动片,电压表的示数都达不到灯泡的额定电压值,原因可能是( )
A.电流表的量程太小 B.电压表的量程太大
C.滑动变阻器的总电阻太大 D.电源电压太低
10.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是( )
A.电压表的正、负接线柱接错了 B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了 D.电压表与滑动变阻器并联
11.一只汽车上的灯泡标有“12V、××W”,为了确定该灯泡的额定功率,下列最佳的方案是( )
A.接入12V电路,使之正常发光,再去与有标记的灯泡比亮度判断
B.在实验室用干电池、电压表、电流表器材测出灯丝的电阻,再用公式P额=U额2/RL来计算
C.接入12V电路,测出通过灯泡的电流,再用P额=U额I额计算
D.直接与其它标有“12V”字样的灯泡从外观上比较确定
12.“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5V”规格的小灯泡,由三节新干电池组成的电源,实验中得到的U﹣I图像如图乙。下列说法正确的是( )
A.电压表应选择0~15V的量程
B.实验中应将各组小灯泡的电功率求平均值
C.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
D.可用该电路图探究电流与电压的关系
13.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,
可算出小灯泡的额定功率
C.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
14.为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图所示的电路,实验中电源电压3V保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小误差
B.第4次实验数据是错误的
C.实验完毕断开开关,小灯泡的电阻可能是“1.2Ω”
D.第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2
15.在探究“电功率与电阻关系”时,实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.图甲中A灯泡比B灯泡亮
B.图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
C.图乙中A灯泡比B灯泡亮
D.图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
二、填空题(共5小题):
16.电灯泡上标着“PZ220﹣100”的字样,它表示灯泡的 电压是220V, 是100W,若此灯泡能正常发光,则其两端的电压必定是 V,其实际消耗的功率是 W。
17.一只电烙铁标有“220V、75W”字样,其中“220V”表示 ,“75W”表示 ,该电烙铁正常工作时通过的电流强度是 ,电阻是 。
18.某同学家电能表的表盘上标有2500r/(kW▪h)字样。他将一个“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min,电能表的转盘转了500转。在此工作过程中,该用电器的实际功率为
W,该电路的实际电压为 V。
19.学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验,实验电路如图甲,绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题:
(1)闭合开关后移动变阻器的滑片,当电压表示数为 V时,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率;
(2)实验时,变阻器的滑片向左移动过程中,电流表与电压表示数的比值将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
20.某同学用图甲所示的电路图测量小灯泡的额定电功率(小灯泡标有“2.5V”字样),电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 。实验时,他多次移动滑动片,多次测量小灯泡的电功率是为了 。
三、实验探究题(共5小题):
21.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,为确保电路安全,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(2)实验中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为 W;
(4)多次测量小灯泡的电功率的原因是: 。
22.东东在做“探究电流与电阻的关系”实验。器材如下:电源电压为6V,电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω定值电阻各一只,最大阻值为30Ω的滑动变阻器一个。
(1)闭合开关前,东东发现电流表指针向零刻线左边偏转,其原因可能是 。
(2)东东连接完电路如图甲,闭合开关后发现电流表无示数,东东发现电路连接有问题,她只改动了一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(3)改正连接错误后,用10Ω定值电阻替换5Ω电阻后,应将滑片向 端(选填“左”或“右”)滑动,使电压表的示数保持不变。此时电流表的示数如图乙所示,则控制不变的电压为 V。
(4)实验过程中东东发现,当她把20Ω的电阻接入电路后,无论如何调节滑动变阻器都无法完成实验;在不更换实验器材的前提下,为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为 V。
(5)东东已经完成了前三次测量,不想再重新实验,就向老师借了一个阻值更 (选填“大”或“小”)一些的滑动变阻器,继续完成了第四次实验,并根据实验数据画出了如图丙所示的图像,由图像可知:在电压一定时, 。
(6)东东想测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,她设计了如图丁所示的电路,已知电源电压为6V,请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S3,断开S1、S2,记下电流表的示数为0.2A;
②只闭合开关 ,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A;
③只闭合开关S1、S3, (选填“保持滑片位置不动”或“移动滑片到最左端”)记下此时电流表示数为0.3A;
④小灯泡的额定功率为P额= W。
23.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源由三节干电池组成,电压保持4.5V不变,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为5Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动小灯泡变亮)
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处时,电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小明向老师要了一个单刀双掷开关,一个阻值合适的定值电阻R0。加上原有实验器材,重新设计了如图丙所示的电路终于测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点b,移动滑片,使电压表的示数为 V;
②再将开关S2拨到触点a, ,读出电压表的示数U;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用已知量和测量量表示)
24.日照市某校一合作学习小组利用电学实验盒设计并进行了以下几组实验(采用的电源都是三节新干电池):
(1)实验一:利用图甲电路来探究电流与电阻的关系,实验中控制电压表示数为U0不变;
①开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最 (选填“左”或“右”)端;将电阻箱调至某阻值,闭合开关,调节滑动变阻器时,发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于 而造成的;
②排除故障后,调节电阻箱阻值R,多次实验,得到I与1R的关系如图乙所示,U0= V;
③在本实验的交流与评估环节,甲同学想知道每次实验中滑动变阻器连入电路的电阻值,但又无法从滑动变阻器上读取。乙同学思考了一会儿,发现一个规律:在电压表示数为U0时,无论电阻箱取哪个阻值,滑动变阻器连入电路的阻值一定是电阻箱阻值的 倍;
(2)实验二:将图甲中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡,实验得到丙所示I﹣U图象,则小灯泡的额定功率为 W;当小灯泡的电功率为0.6W时,小灯泡的电阻为 Ω;
(3)实验三:小明打算增加一个阻值为R0的电阻,用图丁所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1,移动滑片P使电压表的示数为U1;保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为 (用已知字母表示)。
25.(1)某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
①用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大;导线不得交叉)
②探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行,图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为了保证完成实验,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
③通过实验得出电流与电阻的关系是: 。
(2)他们在完成实验后,利用图丙所示的电路,测出了额定电流为I1的小灯泡的额定功率。请完成以下步骤。
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 。
②保持滑动变阻器的滑片位置 (选填“改变”或“不变”),开关S2连接a,滑片电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0。
③则小灯泡的额定功率表达式P额= (用字母表示)。
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
15
5
0
5
0
25
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
人教版 八年级物理上册 第18章 《电功率》
第3节 测量小灯泡的电功率
(同步基础练习)
一、选择题(共15小题):
1.一只标有“36V 25W”的灯泡L(灯泡电阻不变),下列理解正确的是( )
A.灯泡L发光正常时两端电压为220V
B.灯泡L正常工作时的电流约为0.7A
C.灯泡L正常工作时的电阻约为1.44Ω
D.若把灯泡接在24V的电源两端,实际功率为25W
【答案】B
【解析】解:A、“36V 25W“表示灯泡L正常工作时的电压U额=36V,故A错误;
B、由P=UI可知,灯泡L正常工作时的电流IL=PLUL=25W36V≈0.7A,故B正确;
C、由P=UI=U2R可知,灯泡L正常工作时的电阻:RL=UL2PL=(36V)225W=51.84Ω,故C错误;
D、若把灯泡接在24V的电源两端,由于灯泡L的实际电压小于额定电压36V,所以灯泡L的实际小于额定功率25W,故D错误。
故选:B。
2.关于标有“12V24W”的白炽灯,下列说法正确的是( )
A.该灯泡实际工作时的实际功率是24W
B.该灯泡工作时,其两端电压是12V
C.该灯泡正常发光时,其灯丝电阻是6Ω
D.该灯泡工作时,通过其灯丝的电流是2A
【答案】C
【解析】解:A、24W指的是灯泡的额定功率是24W,该灯泡只有在12V的电压下工作时功率为24W,否则不等于24W,故A错误;
B、12V指的是灯泡的额定电压,该灯泡在12V电压下能正常工作,故B错误;
C、由P=U2R可知,R=U2P=(12V)224W=6Ω,故C正确;
D、由P=UI可知,灯泡正常工作时的电流I=PU=24W12V=2A,当灯泡非正常工作时,实际电流不等于2A,故D错误。
故选:C。
3.甲灯标有“36V60W”,乙灯标有“100V60W”,它们如在各自的额定电压下工作,则发光的情况是( )
A.甲灯亮B.乙灯亮C.一样亮D.不知道
【答案】C
【解析】解:甲、乙两个灯泡在各自的额定电压下工作,即灯泡的实际功率等于额定功率;
因灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,所以额定功率相同的两个灯泡一样亮。
故选:C。
4.有两只灯泡L1、L2,分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.两灯正常发光时,L1的电阻较大
B.两灯并联接入220V的电路,L1、L2消耗功率之比是2:5
C.两灯串联接入220V的电路,L2灯更亮
D.两灯正常发光时,甲消耗的电能比乙多
【答案】C
【解析】解:AC、由P=U2R变形可得,灯泡L1和灯泡L2的电阻分别为:
R1=U2P1=(220V)2100W=484Ω,
R2=U2P2=(220V)240W=1210Ω>R1,
所以正常发光时,灯泡L2电阻更大,故A错误;
根据串联电路分压原理U1U2=R1R2可知,灯泡L2两端分得的电压大,又因为串联电路各处电流相等,由公式P=UI可知,灯泡L2的实际功率更大,因此L2更亮,故C正确;
B、两灯并联接入220V的电路,因为并联电路各支路电压相等,根据公式P=UI可知,L1、L2消耗功率之比:
P1P2=100W40W=52,故C错误;
D、两灯正常发光时,P1>P2,根据W=Pt可知消耗的电能的多少与实际功率和时间有关,由于不知道工作时间,故两灯正常发光时,甲消耗的电能不一定比乙多,故D错误。
故选C。
5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
B.两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
【答案】B
【解析】解:AB、根据P=U2R知,两灯泡的额定电压相等,甲灯泡的额定功率较小,则甲灯的电阻较大,R甲>R乙,若两灯丝一样长,则甲灯较细,故B正确;
两灯泡串联接在220V电路中,通过灯的电流I相等,已知R甲>R乙,由P=I2R可知,实际功率P甲实>P乙实,甲灯更亮,故A错误;
C、两灯泡正常发光时的功率分别为25W和100W,根据W=Pt可知,两灯泡消耗电能的多少还与时间有关,所以乙灯消耗的电能不一定多,故C错误;
D、根据P=U2R得,乙灯泡的电阻:R乙=U2P乙=(220V)2100W=48.4Ω,将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率:P实=U实2R乙=(110V)248.4Ω=250W,故D错误。
故选:B。
6.将标有“220V 60W”的甲灯和标有“220V 100W”的乙灯并联起来,接到220V的电源上,则( )
A.两灯都正常发光,乙灯比甲灯亮
B.两灯都不能正常发光,甲灯比乙灯亮
C.两灯都不能正常发光,乙灯比甲灯亮
D.两灯都正常发光,甲灯比乙灯亮
【答案】A
【解析】解:两灯的额定电压都是220V,并联接到220V的电源上时,由并联电路的电压特点可知两灯的实际电压都为220V,因实际电压等于额定电压,所以两灯都能正常发光,则此时甲灯的实际功率P甲实=P甲额=60W,乙灯的实际功率P乙实=P乙额=100W,由此可知乙灯的实际功率更大,所以乙灯更亮,故A正确,BCD错误。
故选:A。
7.如图所示,两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样,将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上,闭合开关S,假设两灯的灯丝电阻不随温度变化,则下列说法正确的是( )
A.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B.在调节电源电压的过程中,灯L1始终比灯L2亮
C.在调节电源电压的过程中,两灯的功率变化量相同
D.当电源电压调节到8V时,两灯都不能正常发光
【答案】C
【解析】解:由P=U2R可得,两灯泡的电阻分别为:R1=U12P1=(8V)24W=16Ω,R2=U22P2=(4V)21W=16Ω;
A、两灯泡串联,通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流,故A错误;
B、在调节电源电压的过程中,由P=I2R可知,两灯泡的实际功率相等,两灯泡一样亮,故B错误;
C、两灯泡串联,在调节电源电压的过程中,通过两灯泡的电流变化相同,两灯泡电阻相同,由P=I2R可知,灯泡功率的变化相同,故C正确;
D、当电源电压调节到8V时,两灯泡的电阻相同,分得的电压相同,所以两灯泡分得的电压都为4V,所以灯泡L1不能正常发光,灯泡L2正常发光,故D错误。
故选:C。
8.为了测定小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是( )
A.手按开关,眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片,眼观电流表
C.手移动变阻器的滑片,眼观电压表
D.手移动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
【答案】C
【解析】解:由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压,故在用手调节滑动变阻器的滑片时,眼应观察电压表的示数的变化,当电压表达到额定电压时,再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。
故选:C。
9.在测定小灯泡额定功率的实验中,某同学连接的电路正确,闭合电键后灯泡发光,但无论怎样移动变阻器的滑动片,电压表的示数都达不到灯泡的额定电压值,原因可能是( )
A.电流表的量程太小 B.电压表的量程太大
C.滑动变阻器的总电阻太大 D.电源电压太低
【答案】D
【解析】解:A、电流表量程的大小,也不会影响灯泡两端的电压,不合题意;
B、电压表量程的大小,不会影响灯泡两端的电压,不合题意;
C、滑动变阻器接入电路的阻值是可以调节的,而且最小可调节至阻值为零,此时灯泡两端电压等于电源电压,不合题意。
D、如果电源电压太低,即使变阻器阻值最小,也有可能达不到灯泡的额定电压,符合题意。
故选:D。
10.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是( )
A.电压表的正、负接线柱接错了 B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了 D.电压表与滑动变阻器并联
【答案】D
【解析】解:滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。
故选:D。
11.一只汽车上的灯泡标有“12V、××W”,为了确定该灯泡的额定功率,下列最佳的方案是( )
A.接入12V电路,使之正常发光,再去与有标记的灯泡比亮度判断
B.在实验室用干电池、电压表、电流表器材测出灯丝的电阻,再用公式P额=U额2/RL来计算
C.接入12V电路,测出通过灯泡的电流,再用P额=U额I额计算
D.直接与其它标有“12V”字样的灯泡从外观上比较确定
【答案】C
【解析】解:AD、用肉眼判断亮度的强弱,从外观上比较灯泡的规格,误差较大,都不是最佳方案。
B、因为灯丝的电阻与温度有关,所以,在实验室用伏安法测出灯丝的电阻与灯泡正常发光时的电阻不同,算出的功率也不是灯泡正常发光时的额定功率,本方案不是最佳方案。
C、将灯泡接入12V的电路中,测出通过灯泡的电流,再用电功率公式求出其功率,即为灯泡的额定功率,是最佳方案。
故选:C。
12.“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5V”规格的小灯泡,由三节新干电池组成的电源,实验中得到的U﹣I图像如图乙。下列说法正确的是( )
A.电压表应选择0~15V的量程
B.实验中应将各组小灯泡的电功率求平均值
C.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
D.可用该电路图探究电流与电压的关系
【答案】C
【解析】解:A、由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程,故A错误;
B、不同电压下小灯泡的功率不同并不是实验误差,而是小灯泡电阻发生了变化,所以实验中不能将各组小灯泡的电功率求平均值,故B错误;
C、调节滑片,变阻器连入电路的阻值发生变化,这样灯泡两端电压和电流都会发生变化,由P=UI知,其实际功率发生变化,所以灯泡亮度会发生改变,故C正确;
D、由控制变量法知,在探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,而小灯泡的电阻随温度的升高而变大,所以不能用该电路图探究电流与电压的关系,故D错误。
故选:C。
13.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,
可算出小灯泡的额定功率
C.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
【答案】C
【解析】解:A、闭合开关前,滑动变阻器应滑到B端,即其电阻最大的位置,故A正确;
B、灯泡的额定电压为2.5V,当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率,故B正确;
C、闭合开关后,小灯泡不发光的原因有很多(可能是小灯泡短路或其它部分断路等),并不一定是小灯泡灯丝断了,故C错误;
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮,故D正确。
故选:C。
14.为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图所示的电路,实验中电源电压3V保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小误差
B.第4次实验数据是错误的
C.实验完毕断开开关,小灯泡的电阻可能是“1.2Ω”
D.第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2
【答案】C
【解析】解:A、在测量小灯泡电功率实验中,多次测量的目的是为了寻找普遍规律,故A错误;
B、第4次实验,灯泡两端的电压小于额定电压,但大于第3次电压,故其亮度应介于第3和第5次实验之间,所以第4次实验数据是正确的,故B错误;
C、由表中数据可知,灯泡不亮时,电压为0.5V,电流为0.1A,此时灯泡的电阻为:
R1=U1I1=Ω,
由于灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,当做完实验并断开开关一段时间后,灯泡的电阻应该小于灯泡不亮时的电阻5Ω,但不能为0,故灯泡的电阻可能是1.2Ω,故C正确;
D、当灯泡两端的电压为0.5V时,通过电路的电流约为0.10A,
滑动变阻器两端的电压为:UH1=U﹣UL1=3V﹣0.5V=2.5V,
滑动变阻器此时接入电路的电阻:RH1=UH1IL1=Ω,
此时灯泡的电阻为:R1=U1I1=Ω;
当灯泡两端的电压为1V时,通过电路的电流约为0.14A,
滑动变阻器两端的电压为:UH=U﹣UL2=3V﹣1V=2V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻:RH2=UH2IL2=2V0.14A≈14.3Ω,
此时灯泡的电阻为:R2=UL2IL2=1V0.14A≈7.1Ω;
通过电路的电流由0.1A变为0.14A,滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω,电阻变化量为25Ω﹣14.3Ω=10.7Ω;
灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω,电阻的变化量为7.1Ω﹣5Ω=2.1Ω,故小灯泡电阻的变化量ΔR2小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR1,故D错误。
故选:C。
15.在探究“电功率与电阻关系”时,实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.图甲中A灯泡比B灯泡亮
B.图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
C.图乙中A灯泡比B灯泡亮
D.图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
【答案】C
【解析】解:A、甲图中两灯串联,串联电路中电流相等,灯泡消耗的实际电功率P=UI=I2R,因为RA<RB,所以PA<PB,因此甲灯泡比乙灯泡暗,故A错误;
B、甲图中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,滑动变阻器的接入电阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,根据P=I2R可知,每个小灯泡消耗的电功率变小,两个灯泡的亮度都变暗,故B错误;
C、乙图中两灯并联,所以两灯泡两端的电压相等,灯泡消耗的实际电功率P=UI=U2R,因为RA<RB,所以PA>PB,因此甲灯泡比乙灯泡亮,故C正确;
D、乙图中滑动变阻器接在干路上,当滑片向左滑动时,变阻器接入电阻变大,根据分压原理,变阻器两端分得的电压变大,两灯泡两端的电压变小,根据P=U2R可知,灯泡的实际电功率变小,两个灯泡亮度都变暗,故D错误。
故选:C。
二、填空题(共5小题):
16.电灯泡上标着“PZ220﹣100”的字样,它表示灯泡的 电压是220V, 是100W,若此灯泡能正常发光,则其两端的电压必定是 V,其实际消耗的功率是 W。
【答案】额定;额定功率;220;100。
【解析】解:灯泡上标有“PZ220﹣100”,它表示灯泡的额定电压是220V,额定功率是100W;
若此灯泡能正常发光,则其两端电压必等于额定电压220V,其实际消耗的功率等于额定功率100W。
故答案为:额定;额定功率;220;100。
17.一只电烙铁标有“220V、75W”字样,其中“220V”表示 ,“75W”表示 ,该电烙铁正常工作时通过的电流强度是 ,电阻是 。
【答案】额定电压为220V;额定功率为75W;0.34A;645.33Ω。
【解析】解:由电烙铁的铭牌可知,电烙铁的额定电压为220V,额定功率为75W,
因电热器正常工作时的功率和额定功率相等,
所以,由P=UI可得,正常工作时的电流:I=PU=75W220V≈0.34A,
由P=UI=U2R可得,电烙铁的电阻:R=U2P=(220V)275W≈645.33Ω。
故答案为:额定电压为220V;额定功率为75W;0.34A;645.33Ω。
18.某同学家电能表的表盘上标有2500r/(kW▪h)字样。他将一个“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min,电能表的转盘转了500转。在此工作过程中,该用电器的实际功率为
W,该电路的实际电压为 V。
【答案】1000;200。
【解析】解:2500r/(kW•h)表示电路中的用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2500转,该用电器工作12min、转盘转500转时,该用电器消耗的电能:
W=5002500kW•h=0.2kW•h;
t=12min=0.2h,该用电器的电功率:P=Wt=0.2kW⋅ℎ0.2ℎ=1kW=1000W;
电热器的电阻为:R=U额2P额=(220V)21210W=40Ω;根据P=U2R可知,该电路的实际电压为:U实=PR=1000W×40Ω=200V。
故答案为:1000;200。
19.学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验,实验电路如图甲,绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题:
(1)闭合开关后移动变阻器的滑片,当电压表示数为 V时,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率;
(2)实验时,变阻器的滑片向左移动过程中,电流表与电压表示数的比值将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)3.8;(2)变小。
【解析】解:(1)小灯泡的额定电压为3.8V,当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作,此时灯泡的功率为额定功率,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率;
(2)图中,电压表测灯的电压,电流测灯的电流,当滑片向左滑动时,变阻器连入电路中的电阻变小,由欧姆定律,电路中电流变大,灯的电压变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝的温度升高,因灯丝的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻变大;
由欧姆定律R=UI,电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数,故电流表与电压表示数的比值将变小。
故答案为:(1)3.8;(2)变小。
20.某同学用图甲所示的电路图测量小灯泡的额定电功率(小灯泡标有“2.5V”字样),电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 。实验时,他多次移动滑动片,多次测量小灯泡的电功率是为了 。
【答案】移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光;探究不同电压下灯泡消耗的实际功率与灯泡亮度的关系。
【解析】解:(1)连接电路时,为保护电路,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,电流表有示数,说明电路不是断路,根据欧姆定律,电路中的电流较小,灯的实际功率较小,灯不亮,所以,接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光;
(2)测量小灯泡电功率时,移动滑片的目的是多次测量,寻找普遍规律,即探究不同电压下灯泡消耗的实际功率与灯泡亮度的关系。
故答案为:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光;探究不同电压下灯泡消耗的实际功率与灯泡亮度的关系。
三、实验探究题(共5小题):
21.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,为确保电路安全,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(2)实验中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为 W;
(4)多次测量小灯泡的电功率的原因是: 。
【答案】(1)B;(2)左;(3)0.625;(4)探究灯泡实际功率与灯泡亮度的关系。
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即B端;
(2)实验中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑片适当向左滑动;
(3)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)由图丙可知,小灯泡在不同电压下的电功率是不同的,多次测量小灯泡的电功率的原因是:探究灯泡实际功率与灯泡亮度的关系。
故答案为:(1)B;(2)左;(3)0.625;(4)探究灯泡实际功率与灯泡亮度的关系。
22.东东在做“探究电流与电阻的关系”实验。器材如下:电源电压为6V,电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω定值电阻各一只,最大阻值为30Ω的滑动变阻器一个。
(1)闭合开关前,东东发现电流表指针向零刻线左边偏转,其原因可能是 。
(2)东东连接完电路如图甲,闭合开关后发现电流表无示数,东东发现电路连接有问题,她只改动了一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(3)改正连接错误后,用10Ω定值电阻替换5Ω电阻后,应将滑片向 端(选填“左”或“右”)滑动,使电压表的示数保持不变。此时电流表的示数如图乙所示,则控制不变的电压为 V。
(4)实验过程中东东发现,当她把20Ω的电阻接入电路后,无论如何调节滑动变阻器都无法完成实验;在不更换实验器材的前提下,为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为 V。
(5)东东已经完成了前三次测量,不想再重新实验,就向老师借了一个阻值更 (选填“大”或“小”)一些的滑动变阻器,继续完成了第四次实验,并根据实验数据画出了如图丙所示的图像,由图像可知:在电压一定时, 。
(6)东东想测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,她设计了如图丁所示的电路,已知电源电压为6V,请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S3,断开S1、S2,记下电流表的示数为0.2A;
②只闭合开关 ,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A;
③只闭合开关S1、S3, (选填“保持滑片位置不动”或“移动滑片到最左端”)记下此时电流表示数为0.3A;
④小灯泡的额定功率为P额= W。
【答案】(1)电流表使用前没有调零;(2)见解答图;(3)右;2;(4)2.4;(5)大;通过导体的电流与导体的电阻成反比;(6)②S2;③保持滑片位置不动;④0.9。
【解析】解:(1)闭合开关前,东东发现电流表指针向零刻线左边偏转,可能的原因是电流表使用前没有调零;
(2)原电路图中,定值电阻与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,在“探究电流与电阻的关系”实验中,定值电阻、变阻器和电流表应串联在电路中,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(3)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应把变阻器滑片向右滑动,使电压表的示数保持不变;
由图乙可知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,定值电阻两端电压为:
U定=IR=0.2A×10Ω=2V;
(4)变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为UV,根据串联电路电压的规律和分压原理有:
U−UVUV=R滑R定−−−−−①,
①式左边为一定值,故右边也为一定值,当定值电阻取最大时,变阻器连入电路中的电阻最大,即6V−UVUV=30Ω20Ω,解之:UV=2.4V,
故为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为2.4V;
(5)由(3)可知,定值电阻两端电压保持2V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=6V﹣2V=4V,变阻器的电压为电阻电压的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=2×20Ω=40Ω>30Ω,故为了完成整个实验,应该向老师借了一个阻值更大一些的滑动变阻器;
由图像知,电流与电阻的乘积为:U'=I'R'=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V,为一定值,故在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(6)实验步骤:
①闭合开关S3,断开S1、S2,记下电流表的示数为0.2A;
②只闭合开关S2,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A;
③只闭合开关S1、S3,保持滑片位置不动,记下此时电流表示数为0.3A;
④在步骤①中,滑动变阻器的最大电阻连入电路中,电路为只有变阻器的简单电路,此时电流表的示数为0.2A,则变阻器最大阻值为:R滑大=UI1=6V0.2A=30Ω;
在步骤②,变阻器左侧电阻与灯泡串联,电流表测串联电路的电流,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A,即灯泡的额定电流,此时灯泡正常发光;
在步骤③中,保持滑片位置不动,电路为只有变阻器右侧电阻接入电路的简单电路,此时电流表示数为0.3A,则变阻器右侧电阻为:R滑右=UI2=6V0.3A=20Ω;
由步骤②可知,变阻器左侧电阻为R滑左=R滑大﹣R滑右=30Ω﹣20Ω=10Ω,
此时变阻器左侧两端电压为:U滑左=I额R滑左=0.3A×10Ω=3V,
根据串联电路电压规律,灯泡额定电压为:U额=U﹣U滑左=6V﹣3V=3V,
则小灯泡额定功率为:P额=U额I额=3V×0.3A=0.9W。
故答案为:(1)电流表使用前没有调零;(2)见解答图;(3)右;2;(4)2.4;(5)大;通过导体的电流与导体的电阻成反比;(6)②S2;③保持滑片位置不动;④0.9。
23.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源由三节干电池组成,电压保持4.5V不变,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为5Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动小灯泡变亮)
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处时,电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小明向老师要了一个单刀双掷开关,一个阻值合适的定值电阻R0。加上原有实验器材,重新设计了如图丙所示的电路终于测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点b,移动滑片,使电压表的示数为 V;
②再将开关S2拨到触点a, ,读出电压表的示数U;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)见解答图;(2)右;1.25;(3)①2.5;②保持滑片的位置不动;③2.5V×U−2.5VR0。
【解析】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;滑动变阻器的滑片P向右移动小灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器电阻变小,故变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处时,电压表示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向右端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(3)实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点b,移动滑片,使电压表的示数为2.5V;
②再将开关S2拨到触点a,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③在步骤①中,灯泡、R0和变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表的示数为2.5V,此时灯泡正常发光;
在步骤②中,灯泡、R0和变阻器仍串联,电压表测出灯与定值电阻R0两端的总电压U,保持滑片的位置不动,因此时电路的连接关系没有改变,电路中电压与电流不变,此时灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律,R0两端电压为U0=U﹣U额=U﹣2.5V,
根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,通过灯泡的电流:I额=I0=U0R0=U−2.5VR0,
小灯泡额定功率为:P额=U额I额=2.5V×U−2.5VR0。
故答案为:(1)见解答图;(2)右;1.25;(3)①2.5;②保持滑片的位置不动;③2.5V×U−2.5VR0。
24.日照市某校一合作学习小组利用电学实验盒设计并进行了以下几组实验(采用的电源都是三节新干电池):
(1)实验一:利用图甲电路来探究电流与电阻的关系,实验中控制电压表示数为U0不变;
①开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最 (选填“左”或“右”)端;将电阻箱调至某阻值,闭合开关,调节滑动变阻器时,发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于 而造成的;
②排除故障后,调节电阻箱阻值R,多次实验,得到I与1R的关系如图乙所示,U0= V;
③在本实验的交流与评估环节,甲同学想知道每次实验中滑动变阻器连入电路的电阻值,但又无法从滑动变阻器上读取。乙同学思考了一会儿,发现一个规律:在电压表示数为U0时,无论电阻箱取哪个阻值,滑动变阻器连入电路的阻值一定是电阻箱阻值的 倍;
(2)实验二:将图甲中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡,实验得到丙所示I﹣U图象,则小灯泡的额定功率为 W;当小灯泡的电功率为0.6W时,小灯泡的电阻为 Ω;
(3)实验三:小明打算增加一个阻值为R0的电阻,用图丁所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1,移动滑片P使电压表的示数为U1;保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为 (用已知字母表示)。
【答案】1)①右;电阻箱被短路;②2;③1.25;(2)1.25;3.75;(3)P=U1×U2−U1R0。
【解析】解:(1)①为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最右端;
电流表有示数,电压表示数为零,故障可能是电压表被短路或电压表断路;由于调节滑动变阻器时,电流表示数有明显变化,则说明电阻箱未接入电路,据此可知电路故障可能是电压表或电阻箱被短路;
②由I与1R关系图线知,当电流为0.1A时,1R为0.05Ω﹣1,则R=20Ω,
则电压U0=IR=0.1A×20Ω=2V;
③由题意可知电源为三节新干电池,所以电源电压U源=3×1.5V=4.5V;
由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端分得的电压U滑=U源﹣U0=4.5V﹣2V=2.5V,
由串联电路分压原理可知:R滑R0=U滑U0,
解得:R滑=U滑U0R0=2.5V2VR0=1.25R0;
在电压表示数为U0时,无论电阻箱取哪个阻值,滑动变阻器连入电路的阻值一定是电阻箱阻值的1.25倍;
(2)灯泡的额定电压为2.5V,根据图丙可知道对应的电流I额=0.5A,
则灯的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W;
根据图丙可知,当小灯泡的电功率为0.6W时,通过灯泡的电流I'=0.4A,灯泡两端电压U'=1.5V,
由欧姆定律可得小灯泡的电阻为R'=U′I′=Ω;
(3)闭合开关S、S1,电压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片P使电压表的示数为U1,即小灯泡两端的电压是U1;
保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,记下电压表的示数为U2,由于电路连接方式不变,电路中电阻不变,电流不变,此时灯泡两端的电压仍为U1;根据串联电路电压规律,定值电阻两端的电压是U定=U2﹣U1,
定值电阻中的电流为:I0=U定R0=U2−U1R0,
定值电阻和小灯泡串联,根据串联电路电流处处相等,则小灯泡中的电流是IL=I0=U2−U1R0,
小灯泡的功率为:P=U1IL=U1×U2−U1R0。
故答案为:(1)①右;电阻箱被短路;②2;③1.25;(2)1.25;3.75;(3)P=U1×U2−U1R0。
25.(1)某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
①用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大;导线不得交叉)
②探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行,图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为了保证完成实验,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
③通过实验得出电流与电阻的关系是: 。
(2)他们在完成实验后,利用图丙所示的电路,测出了额定电流为I1的小灯泡的额定功率。请完成以下步骤。
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 。
②保持滑动变阻器的滑片位置 (选填“改变”或“不变”),开关S2连接a,滑片电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0。
③则小灯泡的额定功率表达式P额= (用字母表示)。
【答案】(1)①见解答图;②3;不变;右;12.5;③当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(2)①I1;②不变;③I12R0。
【解析】解:(1)①滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,说明变阻器电阻变小,故变阻器应选左下接线柱与电阻串联在电路中,如下图所示:
;
②由图乙知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V;
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应把变阻器滑片向右滑动;
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×25Ω=12.5Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少12.5Ω的滑动变阻器;
③由于电流与电阻的乘积为一定值,故电流与电阻的关系是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(2)实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,滑片电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③在步骤①中,灯泡与变阻器串联,电流表测串联电路的电流,当电流表示数为I1时,灯泡正常发光;
在步骤②中,电阻箱与变阻器串联,电流表示数仍为I1,由等效替代法,电阻箱的示数R0,即为灯正常发光时的电阻,则小灯泡的额定功率表达式:P额=I12R0。
故答案为:(1)①见解答图;②3;不变;右;12.5;③当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(2)①I1;②不变;③I12R0。题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
15
5
0
5
0
25
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
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