人教版物理九年级上册《18.3 测量小灯泡的电功率》同步练习
一 、实验题(本大题共10小题,共60分)
1.(6分)小杨同学找到一盏标有“”字样的小灯泡,其额定电功率已模糊不清。他选用如图甲所示器材测量其额定电功率,电源电压恒为。
小杨连接电路并检查后,将滑动变阻器的电阻调到最大,再闭合 ______ ,缓慢移动滑片,发现电流表示数有明显变化,但电压表无示数,此故障的原因可能是灯泡 ______ 选填“短路”或“断路”。
排除故障后,眼睛注视着电压表和灯泡,移动滑片,逐次改变小灯泡两端的电压,并将测得的数据记录在表中。当电压表的示数为时应向 ______ 选填“”或“”端移动滑片;当电压表的示数为时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电功率为 ______ ;细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比,其原因可能是 ______ 。
2.(6分)现有、、三只额定电压均为,电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
图甲电路中,实验操作如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为 ______ ;
③小灯泡的额定功率为______ 。
图乙电路中,定值电阻的阻值为,实验操作如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②读出电流表的示数为,计算出通过的电流为 ______ ;
③小灯泡的额定功率为______ 。
图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,和为滑动变阻器,的最大阻值为,实验操作如下:
①保持开关断开,同时闭合开关和,调节的滑片,使电压表的示数为;
②断开开关,同时闭合开关和,保持 ______ 填“”或“”的滑片位置不变,调节 ______ 填“”或“”的滑片,使电压表示数仍为;
③仅将的滑片调至最左端,记下电压表的示数,再仅将的滑片调至最右端,记下电压表的示数,则小灯泡的额定功率______ 。
通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡和在额定电压工作时电阻之比为 ______ 。
3.(6分)如图甲所示,在“测量一个小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为。
根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路要求滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大;
连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,那么出现该状况的可能原因是小灯泡发生 ______ 选填“断路”或“短路”;
排除故障后,闭合开关,继续进行探究,根据测量数据绘制出通过小灯泡的电流随它两端电压变化的图像,如图丙所示,分析可知:小灯泡的额定功率为 ______ ;若电流表的示数如图丁所示,其示数为 ______ ,此时小灯泡的电阻为 ______ ;
若实验室电压表损坏,某同学用一个已知阻值为的定值电阻代替电压表,并设计了如图戊所示电路,在电源电压保持不变情况下,也正确地测出了一个额定电流为的小灯泡的额定功率,其实验步骤如下:
①闭合,断开,移动滑动变阻器的滑片至最左端,记下电流表的示数为;
②闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数为;
③保持滑动变阻器的滑片不动,闭合,断开,记下电流表的示数为;
④则小灯泡额定功率的表达式为______ 用、、和等符号表示
4.(6分)(2020·湖北襄阳中考)小强在“测量小灯泡的电功率”实验中,所用电源为两节干电池,小灯泡上标有“”字样.请完成下列问题.
(1)请你帮助小强用笔画线代替导线,将图中所示的实物电路连接完整(要求滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大).
(2)闭合开关后,小强发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数.若电路中只有一处故障,则这个故障可能是_________________.
(3)排除故障后继续实验,小强进行了次测量,并将有关数据及现象记录在表格中.请你分析第次实验中小灯泡不亮的原因:______________________________________________.
(4)由表格中的数据可知,小灯泡的额定功率为_______;小灯泡的亮度是由它的_________决定的.
(5)通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现,即___________________________________________________.
5.(6分)小美和小华两位同学在测量额定电压为的小灯泡的电功率实验中,所用实验电路均如图甲所示,但两人采用的方案略有不同。
小美:测出小灯泡的额定电流,计算出小灯泡正常发光时的电阻,再利用此电阻算出小灯泡在不同的实际电压下的实际功率。
小华:分别测出小灯泡在不同实际电压下对应的实际电流,再计算出对应的实际功率。
连接实验电路时,开关应 ______ 选填“闭合”或“断开”。图甲实物电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“”,并用笔画线代替导线将其连接正确。
当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ______ 。
两位同学中, ______ 同学的实验方案是正确的。如图丙是两位同学根据实验数据绘制的图像,则实验方案正确的同学绘制的图像应该是 ______ 。
图像、的交点处对应的电压______ 。
6.(6分)在测定额定电压为“”小灯泡电功率的分组实验中:
甲 乙
请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
小明闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是________排除故障后,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电流表数如图乙所示,则小灯泡额定功率为_________
小华在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率如下表,你认为这样处理数据是_______合理不合理的,理由:___________________________
实验序号 电压 电流 功率 平均功率
①
②
②
下列描述小灯泡功率随滑动变阻器阻值变化情况的如图中,正确的是________
7.(6分)小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压且保持不变,小灯泡额定电压为。
请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整要求:滑片向右端移动时,灯变亮。
闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近,则电路故障可能是 ______ 。
排除电路故障后,重新开始实验,小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ______ 。
测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 ______ 选填“大于”或“小于”,原因是 ______ 。
实验中,有甲“”、乙“”、丙“”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 ______ 选填“甲”、“乙”或“丙”。
8.(6分)在测量“小灯泡的额定功率”的实验中,实验室提供的实验器材有:
A.电源电压为,
B.电流表量程为,电阻为
C.电流表量程为,电阻为
D.电压表量程为,内阻为
E.电压表量程为,内阻为
F.滑动变阻器阻值
G.定值电阻
H.待测小灯泡额定电压为,额定功率大约是
I.开关一个,导线若干
实验要求:既要保证电路安全,又要提高测量精确度;为了减小系统误差,测量时电表示数应大于量程的三分之一。则
根据实验要求,电流表应选______,电压表应选______选填器材前的字母代号。
根据实验要求,在虚线方框内画出实验电路图其中部分电路已画出。
根据实验电路图,请用笔画线代替导线,将实验器材连接起来使之成为实验电路其中部分导线已连接好。
在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到______端选填实物图中“”或“”;正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,仔细检查电路各部分均接触良好,其原因可能是______。
9.(6分)小红想测量标有“”字样小灯泡的电功率,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验。
用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 ______ 。
排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ______ ;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图象,如图丙所示。
小红认为,利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理,理由是 ______ 。
小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器最大阻值未知,定值电阻阻值为,请将实验步骤补充完整:
①闭合、,断开,移动滑片,使电压表示数为 ______ ;
②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电压表的示数为;
③闭合、,断开, ______ ,读出电压表的示数为;
④小灯泡正常发光时的电阻______ 用、、、表示。
10.(6分)某科技小组同学发现实验室有一只标有“”的电阻为模糊不清的一个数字,为了测出这只电阻的阻值,他们进行了如下探究:
首先设计的实验电路如图所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻、电压表 、量程、电流表、量程、滑动变阻器标有“”、开关、导线若干。实验后发现,该方案无法测出电阻的值,其主要原因是______。
经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计测量电阻的实验方案。小李设计的电路图如图所示,其中定值电阻他连接电路后,闭合,断开,想先测出电源电压,但读出电压表示数,与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压取,可估算出电压表自身的电阻为______。
小组其他同学设计的实验电路如图所示,在电源电压恒定且已测出的条件下,能先测出电压表自身电阻后,再测出阻值的电路是______。
他们选择正确方案测出的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上,通过下列操作,能实现多次测量阻值的是______。
A.改变电源电压 将换成的定值电阻 将电压表换成“”的电流表
答案和解析
1.【答案】;
【解析】解:连接电路前应断开开关,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,缓慢移动滑片,发现电流表示数有明显变化但电压表无示数,说明电压表与导线并联,即与电压表并联部分电路短路,故此故障的原因可能是灯泡短路;
当电压表的示数为时,由串联电路分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻较大,所以应将滑片向端移动,使滑动变阻器接入电路的电阻变小;
由乙可知电流表接入电路的量程我,每一大格表示,每一小格表示,所以电流表的示数为,所以灯泡的额定电功率为:;
细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比,其原因可能是灯泡电阻受温度影响很大。
故答案为:开关;短路;;;灯泡电阻受温度影响很大。
连接电路前应断开开关,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,缓慢移动滑片,发现电流表示数有明显变化但电压表无示数,说明电压表与导线并联,即与电压表并联部分电路短路;
当电压表的示数为时,由串联电路分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻较大,所以应将滑片向端移动,使滑动变阻器接入电路的电阻变小;
由乙可知电流表接入电路的量程我,每一大格表示,每一小格表示,所以电流表的示数为,根据电功率公式计算灯泡的额定电功率;
灯泡电阻受温度影响很大会使通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比。
测灯泡电功率的实验考查电路的连接、故障的分析、电流表的读数、串联电路特点、欧姆定律的灵活运用,学生应具备相应的动手能力。
2.【答案】;
【解析】解:图甲知电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量通过小灯泡的电流,由图丁知当小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为,
小灯泡的额定功率为:
;
由图乙知,定值电阻与小灯泡并联,再和滑动变阻器串联,电流表测量干路的电流,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,由并联电路电压的规律知当小灯泡正常发光时,定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压,
则通过的电流为:
,
由并联电路电流的规律知通过小灯泡的额定电流为:
,
小灯泡的额定功率为:
;
①保持开关断开,同时闭合开关和,调节的滑片,使电压表的示数为;
②断开开关,同时闭合开关和,保持的滑片位置不变,通过调节滑动变阻器,使两端电压为小灯泡的额定电压;
③根据等效替代法,此时;
将的滑片调至最左端,记下电压表的示数为;再将的滑片调至最右端,记下电压表的示数为,
将的滑片调至最左端,连入电路中的电阻为,电压表的示数为即为电源电压;再将的滑片调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为,即为的电压为,根据串联电路电压的规律和欧姆定律有:
,
解得,,
小灯泡额定功率的表达式:
;
小灯泡和在额定电压工作时电阻之比为:
:。
故答案为:②;③;②;③;②;;③;:。
根据图丁读出电流表的示数,由算出小灯泡的额定功率;
定值电阻与小灯泡并联,当小灯泡正常发光时,定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压,根据算出通过的电流,由并联电路电流的规律算出通过小灯泡的额定电流,由算出小灯泡的额定功率;
根据,在只有电压表情况下,测量出灯正常发光的电阻即可;
可只闭合小灯泡所在支路,通过调节滑动变阻器使灯泡两端电压为额定电压,灯正常光;
保持变阻器的滑片位置不动,只闭合所在支路,通过调节滑动变阻器使两端电压为小灯泡的额定电压,根据等效法,此时滑动变阻器使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小;
为求出此时滑动变阻器使连入电路中的电阻:
将的滑片先调至最左端,再将的滑片调至最右端,分别记下电压表的示数为,根据串联电路的规律和欧姆定律求出的大小,即小灯泡电阻的大小,再利用,求出小灯泡额定功率;
根据小灯泡和的额定功率和算出小灯泡和在额定电压工作时电阻之比。
本题“测量小灯泡的电功率”,考查了电表读数、电功率的计算及特殊的方法测量电阻等知识,涉及的知识点多,有一定的难度。
3.【答案】断路 1.5 0.4 5 (-+R0);
【解析】解:根据电路图连接实物图,要求滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大,所以滑动变阻器应选择左下接线柱接入电路,如图:;
连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,说明电压表串联接入电路,则与电压表并联部分电路发生断路,即灯泡断路;
由图丙可知,灯泡两端的电压为时,通过灯泡的电流为,小灯泡的额定功率为:;
由图丁可知,电流表接入电路的量程为,每一小格表示,电流表的示数为,由图丙可知通过灯泡的电流为时,灯泡两端的电压为,由欧姆定律可得此时灯泡的电阻:;
①闭合,断开,移动滑动变阻器的滑片至最左端,电路为定值电阻的简单电路,电流表的示数为,由欧姆定律可得电源电压:,
②闭合,断开,滑动变阻器和灯泡串联接入电路,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数为,该电路的总电阻为;
③保持滑动变阻器的滑片不动,闭合,断开,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,记下电流表的示数为,此时该电路的总电阻:,
串联电路总电阻等于各分电阻之和,则滑动变阻器接入电路的电阻:,
在②中电路的总电阻为,则灯泡电阻:,
④则小灯泡额定功率的表达式为。
故答案为:如上图;断路;;;;。
根据电路图连接实物图,要求滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大,所以滑动变阻器应选择左下接线柱接入电路;
连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,说明电压表串联接入电路,则与电压表并联部分电路发生断路;
由图丙可知,灯泡两端的电压为时,通过灯泡的电流为,根据计算小灯泡的额定功率;由图丁可知,电流表接入电路的量程为,每一小格表示,读图可知通过灯泡的电流,由图丙可知此时灯泡两端的电压,根据欧姆定律的变形计算此时灯泡的电阻;
①闭合,断开,移动滑动变阻器的滑片至最左端,电路为定值电阻的简单电路,由欧姆定律可得电源电压,
②闭合,断开,滑动变阻器和灯泡串联接入电路,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,由欧姆定律可得该电路的总电阻,
③保持滑动变阻器的滑片不动,闭合,断开,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,由欧姆定律可得该电路的总电阻,根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的电阻,进一步计算灯泡正常发光时的电阻,
④根据可得小灯泡额定功率的表达式。
此题主要考查电路的连接、故障的分析、电表的读数、欧姆定律的灵活运用和根据实验方案推导小灯泡额定功率的表达式。
4.【答案】(1)如图所示. (2)小灯泡短路 (3)小灯泡的实际电功率太小. (4) 实际电功率 (5)小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
;
【解析】(1)由于小灯泡的额定电压为,故电压表应选用量程,且并联在灯泡两端;滑动变阻器与灯泡串联,滑片向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以应将滑动变阻器的左下接线柱连入电路.(2)灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,说明与电压表并联的小灯泡发生了短路.(3)小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际电功率,由表中数据可知,在第次实验中小灯泡的实际电功率只有,所以小灯泡不亮的原因是实际电功率太小.(4)小灯泡的额定电压为,由表格中的数据可知小灯泡的额定电流为,则小灯泡的额定功率为.(5)由可计算出次实验中灯泡的电阻分别为,.通过分析以上数据发现:小灯泡两端的实际电压越高,灯泡越亮,小灯泡灯丝的温度越高,小灯泡灯丝的电阻越大.综合以上分析可知,小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大.
5.【答案】;
【解析】解:为保护电路,连接电路时,开关应断开;在电路中电压表应与灯泡并联,电流表与灯泡串联,据此修改电路,正确电路如下图所示:
由图乙知,电流表所选的量程为,分度值为,指针所在位置电流表的示数为,所以此时电路电流为,小灯泡的额定功率。
灯泡的电阻随温度的升高而增大,灯泡的温度随其两端电压的增大而增大,故小美的方案把灯泡电阻看成是定值电阻是错误的,小华的方案分别求出不同电压下的电流进行实际功率的计算是正确的。由图像知中电阻在变化,中电阻不变,故正确图像为;
两个方案在灯泡处于额定电压时的数据是相同的,所以图像、的交点处对应的电压为。
为保护电路,连接电路时,开关应断开;在电路中电压表应与灯泡并联,电流表与灯泡串联,据此修改电路;
根据电流表的量程和分度值,读出电流表的示数,再利用得到灯泡的额定功率;
灯泡的电阻随温度的升高而增大据此分析两位同学方案的对象和绘制图像的归属;
两个方案在灯泡处于额定电压时的数据是相同的,所以为。
此题主要考查了电路的连接及保护措施、电流表的读数和额定功率的计算、灯泡电阻的变化等内容,难度中等。
6.【答案】
小灯泡断路
不合理 不同电压下的电功率不一样,在不同电压下的功率相加取平均值没有实际意义
;
【解析】【试题解析】
本题重点考查了实物电路的连接和额定功率的计算以及对图象的分析,是一道综合实验题。由小灯泡额定电压为“”,可选电压表的量程为“”,滑动变阻器要一上一下连接,小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的上接线柱连接,如下图所示:
电压表并联在灯的两端有示数,而灯不亮,说明小灯泡的两接线柱接触不良或小灯泡与灯座接触不良,即小灯泡断路;
电流表量程是,最小分度值是,电流表的示数,灯泡的额定功率;
灯泡在额定电压下的功率是额定功率,小华的说法是不合理的;不同电压下的电功率不一样,在不同电压下的功率相加取平均值没有实际意义;
小灯泡与滑动变阻器串联,由公式可得,小灯泡功率,小灯泡的功率随滑动变阻器阻值增大时,电流减小,功率减小,利用数学知识对比图可选。
故答案为:;小灯泡断路;;不合理;不同电压下的电功率不一样,在不同电压下的功率相加取平均值没有实际意义;。
7.【答案】;
【解析】解:滑片向右移动时,灯变亮,说明电流变大,则滑动变阻器的有效电阻变小,故选择滑动变阻器的右下接线柱串联接入电路,电路连接如下图所示:
;
小灯泡不亮、电流表示数几乎为零,说明电路可能断路,电压表示数接近,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即小灯泡断路;
由图乙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的电流为,灯泡的额定功率为:;
若灯的电阻不变,则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,根据,灯的实际功率为额定功率的四分之一,但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,灯的温度降低了,此时灯的电阻减小了,根据,测得的;
当灯泡两端电压最小时,变阻器两端电压最大,变阻器的阻值最大,由图乙知,时,,
根据串联电路电压的规律得滑动变阻器两端的电压为:
;
由欧姆定律,则滑动变阻器的最大阻值:
,
所以小华实验中选用的滑动变阻器是乙。
故答案为:见解答图;小灯泡断路;;大于;灯的电阻随温度的降低而减小;乙。
滑片向左移动时,灯变亮,说明电流变大,则滑动变阻器的有效电阻变小,据此连接;
小灯泡不亮、电流表示数几乎为零,说明电路可能断路,电压表示数接近,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
根据图乙找到额定电压对应的额定电流,利用计算灯泡的额定功率;
根据结合灯的电阻随温度的降低而减小分析;
当灯泡两端电压最小时,变阻器两端电压最大,变阻器的阻值最大,由图乙知灯的电压和电流,根据串联电路电压的规律求出变阻器的电压,由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值确定变阻器的规格。
本题测量小灯泡的电功率,考查电路连接、故障分析、额定功率的计算、串联电路的规律、欧姆定律的运用及影响电阻大小的因素。
8.【答案】B;D;b;小灯泡L开路;
【解析】解:待测小灯泡的额定电压为,额定功率大约是,
由得,小灯泡的额定电流大约为:
,
因为小灯泡的额定电流小于,
且大于电流表量程为,电阻为量程的三分之一,
所以,根据实验要求,电流表应选B。
因为电源电压为,待测小灯泡的额定电压为,
均小于电压表量程为,内阻为量程的三分之一,
所以,根据实验要求,电压表应选D。
为了测量小灯泡的额定功率,应使其两端的电压为,由于电压表量程为,内阻为,
因此可将电压表与串联后在并联在小灯泡的两端,电流表接在干路上即电流表外接法,
当灯泡正常发光时,其两端的电压为,
根据串、并联电路电压规律可知,电压表和所在支路电压:
,
根据串联电路分压规律可知,电压表与定值电阻两端的电压之比:
,
联立以上两式可解得:;。
符合实验要求,故设计的实验电路图如下图所示:
根据实验电路图和实验要求,按电流的流经顺序将其连接起来,如下图所示:
在闭合开关前,为了保护电路,应使电路中的电流最小,
滑动变阻器接入电路的阻值最大,由实验电路可知,滑动变阻器的滑片应滑到端。
正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,
电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源两极是连通的,则与电压表并联的部分断路,即小灯泡断路。
故答案为:;;如图所示;如图所示;;小灯泡断路。
根据待测小灯泡的额定电压和额定功率,利用求出小灯泡的额定电流,根据实验要求进而应选用的电流表;
根据电源电压为和待测小灯泡的额定电压为,再结合实验要求测量时电压表示数应大于量程的三分之一即可确定应选用的电压表;
为了测量小灯泡的额定功率,应使其两端的电压为,由于电压表量程为,内阻为,
因此可将电压表与串联后在并联在小灯泡的两端,电流表接在干路上,如下图所示:
根据实验电路图和实验要求,按电流的流经顺序将其连接起来即可;
闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的应移到阻值最大处;
正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,
电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源两极是连通的,从而确定断路所在位置。
此题主要考查实验器材选择、实验电路的设计与实物图的连接、滑动变阻器的使用以及电路故障分析等知识,尤其是实验电路的设计将定值电阻起分压作用与电压表串联后再并联在灯泡的两端是本题创新点,有一定的难度。
9.【答案】;
【解析】解:测量标有“”字样小灯泡的电功率时,电压表与小灯泡并联接入电路中,如下所示:
电流表无示数,灯泡不亮,说明电路是断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联部分以外的电路是通路,故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路;
图中电流表选用小量程,分度值为,示数为,则小灯泡的额定功率是:;
探究电流与电压的关系时,需要控制与电压表并联的电阻的阻值不变,根据图丙可知,小灯泡灯丝的电阻是变化的,所以不能完成实验探究;
①闭合、,断开,移动滑片,使电压表示数为,此时灯泡正常发光;
②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电压表的示数为,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流为:;
③闭合、,断开,滑片移动到最左端,此时电压表测量的是电源电压,读出电压表的示数为,则电源电压为;
④②中滑动变阻器两端的电压为:;则滑动变阻器接入电路中的阻值为:;
①中滑动变阻器两端的电压为:;此时电路中的电流为:;
则小灯泡正常发光时的电阻。
故答案为:见解析;断路;;灯丝电阻随温度的变化而变化;;滑片移动到最左端;。
电压表应并联接入电路中;
电流表无示数,灯泡不亮,说明电路是断路,电压表的示数接近电源电压,与电压表并联部分以外的电路是通路,分析故障原因;
根据图中电流表小量程读数,根据求灯的额定功率;
根据控制变量法分析;
根据开关的闭合方式、滑片位置的变化求出电源电压和滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出灯泡的电阻。
本题是测量小灯泡功率的实验,考查了电路连接、电路故障、电流表的读数及电功率的计算以及设计方案测额定功率的能力。
10.【答案】电流太小,无法用电流表直接测出 ;
【解析】解:实验室有一只标有“”的电阻,即电阻为几千欧姆,电源电压为,由欧姆定律,若为千欧姆通过其的最大电流为,远小于电流表小量程的分度值为,无法用电流表直接测出;
闭合,断开,电压表与定值电阻串联,电压表示数,定值电阻电压为,电压表示数为定值电阻电压的倍,根据分压原理,可估算出电压表自身的电阻为;
选项中,开关向左打若能测量出待测电阻电压,则开关向右打时,电流从电压表负接线柱流入,无法测量定值电阻的电压;
选项中,根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,无法测待测电阻的电压;
选项中,开关向上打和向下打,待测电阻和定值电阻分别与电压表串联,电压表示数分别为、,由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为:,,
根据分压原理有:-----
------,
因、、、为已知量,由可求出待测电阻;可行;
选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,不可行;
故选C;
对上面的方案,
A.若改变电源电压,则可得出不同的电压值,由可得出几组电阻值,可取平均值减小误差;可行;
B.将换成的定值电阻,由只能测量出一个电阻值,不可行;
C.将电压表换成“”的电流表,因电源电压已知,打到上端时,也只能测量出一个电流值,求出一个电阻值,不可行;故选A。
故答案为:电流太小,无法用电流表直接测出;
; ; 。
由已知条件可求出电路中的最大电流与电流表小量程分度值比较;
分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理求出电压表自身的电阻;
、根据电流从电压表正接线柱流入分析;
B、根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,分析;
C、开关向上打和向下打,分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理分析;
D、选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,据此分析。
本题测电阻的大小,考查对实验方案的评估、串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据处理的方法。
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