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小明做测“小灯泡电阻”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V(灯正常发光时电阻为10Ω左右)的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线.(
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小明做测“小灯泡电阻”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V(灯正常发光时电阻为10Ω左右)的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线.
(1)如图甲所示是小明没有连接完整的实物电路,请你用笔画线代替导线,帮小明将实物电路连接完整.
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,则原因可能是___.
(3)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V.要测得小灯泡正常工作时的电阻,应将滑片P向___(选填“左”或“右”)端滑动.
(4)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U-I图象,该图是一条曲线,原因是小灯泡电阻受___影响,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡正常工作时的电阻是___Ω.
(5)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究“电流与电阻的关系”,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,电流表示数如图丙所示,为___A,则此时滑动变阻器的阻值为___Ω.
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将___(选填“变大”或“变小”),为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于___Ω.
(1)如图甲所示是小明没有连接完整的实物电路,请你用笔画线代替导线,帮小明将实物电路连接完整.
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,则原因可能是___.
(3)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V.要测得小灯泡正常工作时的电阻,应将滑片P向___(选填“左”或“右”)端滑动.
(4)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U-I图象,该图是一条曲线,原因是小灯泡电阻受___影响,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡正常工作时的电阻是___Ω.
(5)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究“电流与电阻的关系”,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,电流表示数如图丙所示,为___A,则此时滑动变阻器的阻值为___Ω.
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将___(选填“变大”或“变小”),为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于___Ω.
▼优质解答
答案和解析
(1)灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,因灯正常发光时电阻为10Ω左右,由欧姆定律,小灯泡正常工作时的电流约为:
I=
=
=0.25A,电流表选用小量程串联在电路中,如下所示:
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,说明电路为通路,且电路中电流较小,电阻较大;无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,说明变阻器失去了变阻的作用,则原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路;
(3)灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;
(4)因小灯泡电阻受温度的影响,即不是一个定值,根据欧姆定律的变形公式U=IR,绘制成了的U-I图象是一条曲线;根据图象提供的信息,灯在额定电压下2.5V的电流为0.2A,可计算出小灯泡正常工作时的电阻:
R=
=
=12.5Ω;
(5)①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,电流表示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为I′=0.4A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:
U滑=U-U定=6V-2V=4V,
根据串联电路电流的规律和欧姆定律的变形公式,则此时滑动变阻器的阻值:
R滑=
=
=10Ω;
②在①中,定值电阻的大小为:
R定=
=
=5Ω,断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,由分压原理,电压表示数将变大;
研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数为2V不变,根据电路电压的规律,
U滑=U-U定=6V-2V=4V,
变阻器的电压为电压表示数的
=2倍,由分压原理,变阻器连入电阻中的电阻为定值电阻的2倍,即为2×10Ω=20Ω,故为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于20Ω.
故答案为:(1)如上所示;(2)将变阻器的下面两个接线柱连入了电路;(3)右;(4)温度;12.5;(5)①0.4;10;②变大;20.
I=
U |
R |
2.5V |
10Ω |
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,说明电路为通路,且电路中电流较小,电阻较大;无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,说明变阻器失去了变阻的作用,则原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路;
(3)灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;
(4)因小灯泡电阻受温度的影响,即不是一个定值,根据欧姆定律的变形公式U=IR,绘制成了的U-I图象是一条曲线;根据图象提供的信息,灯在额定电压下2.5V的电流为0.2A,可计算出小灯泡正常工作时的电阻:
R=
U |
I |
2.5V |
0.2A |
(5)①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,电流表示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为I′=0.4A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:
U滑=U-U定=6V-2V=4V,
根据串联电路电流的规律和欧姆定律的变形公式,则此时滑动变阻器的阻值:
R滑=
U滑 |
I′ |
4V |
0.4A |
②在①中,定值电阻的大小为:
R定=
U定 |
I′ |
2V |
0.4A |
研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数为2V不变,根据电路电压的规律,
U滑=U-U定=6V-2V=4V,
变阻器的电压为电压表示数的
4V |
2V |
故答案为:(1)如上所示;(2)将变阻器的下面两个接线柱连入了电路;(3)右;(4)温度;12.5;(5)①0.4;10;②变大;20.
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