小張同學在做“測量小燈泡電阻”的實驗中,所用器材如下:兩節新干電池,標有2.5V相同規格的小燈泡若干,兩個滑動...
問題詳情:
小張同學在做“測量小燈泡電阻”的實驗中,所用器材如下:兩節新干電池,標有2.5V相同規格的小燈泡若干,兩個滑動變阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,開關、導線若干。
(1)請你根據如圖*,用筆畫線代替導線,將如圖乙中的電路連線完整________。(要求:滑動變阻器滑片向左移動時於燈泡變亮,且導線不交叉)
(2)閉合開關S,移動滑片P,小張發現小燈泡始終不亮,電流表指標幾乎末偏轉,電壓表有示數,則故障原因可能是____________。
A. 小燈泡短路 B. 滑動變阻器短路 C. 小燈泡斷路 D. 滑動變阻器斷路
(3)排除故障後,移動滑片P,依次測得6組資料,如表一所示。其中第6次實驗時電流表錶盤如圖*,此時電路中的電流為________A;由表一中的資料可知,小張選用的滑動變器應是________。(選填“R1”或“R2”)。
(4)小張將這6組資料算得的電阻值取平均值作為小燈泡的電阻,這種資料處理方式是________(選填“合理”或“不合理”)的。
(5)小張繼續用圖乙所示裝置來探究“電流與電阻的關係”。他分別把阻值準確的5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻接入原小燈泡的位置,通過實驗,記錄電流表示數如表二所示。他發現通過導體的電流跟電阻不成反比,其原因可能是________。
【回答】
C0.30R2不合理沒有保持電阻兩端的電壓不變
【解析】
(1)測量小燈泡電阻的實驗中,滑動變阻器應按“一上一下”的原則串聯接入電路中,又因為P向左移動時燈泡變亮,說明此時電路中電流變大,變阻器連入阻值變小,故應將其左下接線柱接入電路中;電壓表需要並聯在燈泡兩端,因為燈泡標有2.5V,所以電壓表選用小量程,電路連線如圖:
(2)閉合開關,電流表指標幾乎沒有偏轉,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,則與電壓表並聯的支路以外的電路是完好的,所以是與電壓表並聯的燈泡斷路了,故選C;
(3)由圖*知道電流表量程是0~0.6A,分度值為0.02A,電流表示數為0.3A;
由於電源由兩節乾電池串聯組成,所以電源電壓為3V,第1次實驗時燈泡兩端的電壓為0.5V,所以,滑動變阻器兩端的電壓是:
此時變阻器連入電路中的電阻是:
所以小張選用的滑動變阻器應是R2;
(4)因為燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,所以燈泡電阻不是一個定值,取平均值沒有意義,是不合理的;
(5)由表二資料知道,每次實驗中通過導體的電流與電阻的乘積是不同的,即電壓不同,幾,所以沒有保持電阻兩端的電壓不變,則通過導體的電流跟電阻不成反比。
【點睛】
重點是測量小燈泡阻的實驗,注意滑動變阻器使用應一上一下接入電路,要能根據要求選擇合適的接線柱,且閉合開關前應調整到阻值最大端,電流表讀數時,看清楚所用量程,搞清楚分度值,再進行讀數。一定要注意燈絲的電阻會隨溫度而變化,通常金屬電阻隨溫度的升高而增大,所以求平均值沒有意義。
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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