小華要測定標有“2.5V”小燈泡正常發光時的電功率,連線瞭如圖*所示的電路。電源電壓為4.5V,所用滑動變阻器...
問題詳情:
小華要測定標有“2.5V”小燈泡正常發光時的電功率,連線瞭如圖*所示的電路。電源電壓為4.5V,所用滑動變阻器的規格為“25Ω 0.5A”。
(1)同組的小霞發現小華的電路連線有錯誤,如果此時閉合開關,觀察到的現象是(________)
A.小燈泡不發光,電流表有示數 B.電流表有示數,電壓表無示數
C.小燈泡發光,電壓表有示數 D.小燈泡不發光,電壓表示數超過量程
(2)若圖*中只有一根導線連線錯誤,請你在錯誤的導線上畫“×”,並用筆畫線代替導線畫出正確的連線;
(________)
(3)小華將電路改接正確後,將滑動變阻器的滑片P置於_____(選填“A”或“B”)端,再閉合開關,調節滑片,使小燈泡正常發光,此時電流表示數如圖乙所示,則小燈泡正常發光時的功率是_____W;
(4)小華還測量了小燈泡在不同電壓下的電流,並根據所測得的資料繪製了小燈泡的I﹣U影象,如圖*所示,根據影象可知電流與電壓並不成正比,原因是燈絲的電阻隨溫度升高而_____(選填“增大”、“減小”或“不變”);
(5)① 同組的小明同學還想探究“當電壓一定時,電流與電阻的關係”,於是將圖*中的小燈泡換成四個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω和 20Ω的定值電阻,其餘連線均不改變;
② 小明先把 5Ω的電阻接入電路,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數為 1.5V,讀出電流表示 數;再將 5Ω的電阻換成 10Ω的電阻,為了使電壓表的示數仍為 1.5V,應將滑動變阻器的滑片 P向_____(選填“A”或“B”)端移動,讀出電流表的示數;
③ 之後小明用15Ω的電阻替換10Ω的電阻接入電路中,此時無論他怎樣移動滑片,都無法將電壓表示數調到 1.5V,為了用以上 4 個定值電阻完成實驗且確保電路安全,應控制定值電阻兩端的電壓在_____~_____V範圍內。
【回答】
D A 0.7 增大 A 2.22 3
【詳解】
(1)從圖中可以看到,電壓表串聯接在電路中,電壓表內阻很大,如果此時閉合開關,電路中的電流很小,觀察到的現象是小燈泡不發光,電壓表的示數等於電源電壓大小,電壓表的量程是0到3V,而電源電壓為4.5V,所以電壓表示數超過量程。
故選D。
(2)電流表與燈串聯,電壓表與燈並聯,如下圖所示。
(3)小華將電路改接正確後,將滑動變阻器的滑片P置於阻值最大處,即置於A端;從圖乙可以看到,電流表的量程是0到0.6A,分度值是0.02A,讀數是0.28A,則小燈泡正常發光時的功率是
(4)根據影象可知電流與電壓並不成正比,原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大。
(5)根據串聯電路分壓原理可知,將定值電阻由改為時,電阻增大,其分得的電壓也增大,探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,即應保持電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向A端移動,使電壓表的示數是1.5V,讀出電流表的示數。
電流表量程為0到0.6A,變阻器允許通過的最大電流是0.6A,電路的最大電流是0.6A,此時電路的電阻最小,由歐姆定律,電壓表的最大示數是
由串聯電路電壓的規律及分壓原理有
即
解得,為了用以上4個定值電阻完成實驗且確保電路安全,應控制定值電阻兩端的電壓在2.22~3V範圍內。
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題
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