2022年中考物理二轮专题复习——缺电流表法测电功率
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这是一份2022年中考物理二轮专题复习——缺电流表法测电功率,共23页。试卷主要包含了5V的小灯泡的额定功率等内容,欢迎下载使用。
2022年中考物理二轮专题复习——缺电流表法测电功率
1.小林利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电功率。他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如下图所示。
(1)请你添加一根导线补全电路。
(2)补全实验步骤:
①断开S、S1、S2,按实物图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片P放在最 端(选填“左”或“右”)。
②闭合开关 ,断开开关,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U1= V,将其记录在表格中,断开开关;
③保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关 ,断开开关 ,将此时电压表的示数U2记录在表格中;
(3)根据所测数据和已知量,写出计算小灯泡额定功率的表达式:P= 。
2.小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
(2)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是__ ___W。在实际测量中,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏_____。
(3)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关S和S1,调节_____,使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关_____,调节R1,使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额=_____(用U额、R0、U1、U2表示)。
3.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“”字样,电源电压恒定。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整;
(3)完成上述实验后,小聪利用一个阻值已知的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图3所示的电路,也测出了灯泡的电功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关,将拨到触点_______(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为_______V;
②再将开关拨到触点_______(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为_______(用已知量和测量量表示)。
4.如图所示,在“测量小灯泡额定电功率”实验中,提供的器材有:电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电阻箱、电流表、电压表、开关及导线若干。
(3)实验中电流表出现故障,另设计了如图丙所示的电路。
①正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值。
②闭合S1,将S2拨至“2”位置,调节______,当电压表示数为2.5V时,此时电阻箱连入电路的阻值为。
③将S2拔至”1”位置,此时电压表示数为4.5V,则灯泡额定功率______W。
5.小明同学在探究“电流与电压的关系”时,选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图的电路连接完整。
(4)小明同学完成上述实验后,设计如图丙电路,测灯泡L的额定功率,已知:灯泡的额定电压为U0(低于电源电压),滑动变阻器R2的最大值为R2。
①只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最右端,再将R2的滑片调到最左端,读出电压表的示数U1;
②只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为______,灯泡正常发光;
③闭合开关S、S1、S2,保持变阻器______的滑片不动,调节另一变阻器,使电压表示数为U0;保持变阻器R1的滑片不动,变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的数为U2,则灯泡额定功率表达式P额=_____
6.在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P置于端时连入电路中阻值最大;
(4)完成实验后,小明同学又想测量额定电流为的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来两个开关和一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路。请你完成下面的实验步骤:
①闭合开关和,断开开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关和,断开开关,读出电压表示数为;
③小灯泡额定功率的表达式为______(用、、表示)。
7.为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是 。(选填“R1”或“R2”)
(2)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(3)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是 。(选填字母)
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了
D.滑动变阻器短路
(4)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变);
①闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1。
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。
则小灯泡额定功率P额= (用R0、U1、U2表示)。
8.某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,向实验室借来了如下实验器材:电源、关、滑动变阻器、电阻箱(符号),电压表、电流表及导线。他们通过实验完成了探究。
(1)他们经过思考,通过测出电阻箱两端的电压和通过的电流,计算出电阻箱消耗的电功率,从而得到电功率与电阻的关系。请你在虚线框内画出他们探究的实验电路图。
(2)该电路中滑动变阻器的作用除保护电路外,另一个重要作用是 。
(3)要完成该实验,需要记录的物理量 。
(4)完成上述实验后,小明又借了一个标为“3.8V”字样的小灯泡,一个单刀双掷开关,设计了如图1所示
实验电路图来测小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
(a)闭合开关S1,将开关S2拨到触点 ,把电阻箱调到R0,使电压表的示数为 V。
(b)再将开关S2拨到触点 ,读出电压表的示数为U。
(c)灯泡额定功率的表达式P= 。
9.小明利用满足实验要求的电源(电压保持不变)、阻值已知的定值电阻R1和电阻箱R2(电路图符号)、已调零的电压表、滑动变阻器、开关、导线,证明“当电流保持不变时,R2消耗的电功率P2与电阻R2阻值成正比。”他设计了如图所示实验电路和实验,步骤但不完整,请你根据要求补充实验步骤,画出实验数据记录表。
实验步骤:
(1)按照电路图连接电路,在开关闭合前滑动变阻器滑片调到阻值最大位置。
(2)调节电阻箱R2的阻值,闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器至合适位置, ,将实验数据记录在表格中。
(3)断开开关,改变电阻箱R2的阻值,闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器 ,将实验数据记录在表格中。
(4)仿照步骤(3),再做4次实验,记录相关数据。
(5)利用公式P2= 算6次R2消耗的功率,将数值记录表中。
实验数据记录表:
10.为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:电源一个,滑动变阻器一个,电压表两只,开关一个,导线若干,另有一个电子元件,该电子元件的I﹣U图象(即通过电子元件的电流I与电子元件两端的电压U的关系图象)如图甲所示。
(1)一个同学设计了如图乙所示的电路图,如图丙是根据电路图乙连接实物图的一部分,请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。
(2)测量时要调节滑动变阻器滑片使电压表V1的示数为 V,若此时电压表V2的示数为2.2V,则灯泡的额定电功率为 W。
11.如图甲,在测量小灯泡的额定电功率实验中,器材如下:灯泡额定电压为3.8V、电源电压6V不变、电流表(0∼0.6A)、电压表(0∼3V)、滑动变阻器(30Ω1A)、开关各一只、导线若干。
(1)图甲中有一根导线连接是错误的,请在图中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线。
(2)正确连接好电路,闭合开关,为使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电功率为______ W。
(3)如图丙,在电源电压未知的情况下(电源电压不变),用滑动变阻器R2(最大阻值为R0)和滑动变阻器R1(最大阻值未知)测额定电压为的小灯泡L的额定电功率。具体步骤如下:
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器______ 的滑片,使电压表的示数为,此时小灯泡L正常发光。
②只闭合开关S、S2,______ ,调节滑动变阻器______ 的滑片,使电压表的示数仍为。
③接着将滑动变阻器R2的滑片调至最右端,记下电压表的示数为U1;再将滑动变阻器R2的滑片调至最左端,记下电压表的示数为U2。
④小灯泡额定功率的表达式为______ (用、U1、U2、R0表示)
12.如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,小明选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)实验连接电路时,开关必须 。电压表的示数如图乙所示时,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为 W;
(2)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到某触点,移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
13.小华做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如图甲所示的电路。实验前,观察小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压恒为3V。
(1)检查电路甲的连接,她发现有一根导线连接错了,请你在乙图中在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)电路改正后,开关闭合前,滑片P应移到滑动变阻器的最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,若电流表的示数为0.12A,电压表的示数如图乙所示,此时滑动变阻器连入电路中的电阻为 Ω;(小数点后面保留2位)
(4)改变变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如下表所示。由测得数据可知,小灯泡正常发光时的功率为 W;
(5)根据表中的数据,请在图丙中画出I﹣U关系的图像.由图像可知,当电压表示数为2V时,小灯泡消耗的电功率约为 W;
(6)实验中,因为电流表坏了,用一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线,小华重新设计了如图丁所示的电路图,也能测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U。请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式:P额= 。
14.小明在测额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验中,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,是小明连接的实验电路,若利用该电路实验,闭合开关,会发生的情况是 ;
A.小灯泡不亮 B.电流表无示数 C.电压表有示数 D.电压表指针反向偏转
(2)若只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画代替导线画出正确的接法;
(3)当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;利用该实验装置还能做测定 的实验。
(4)同组小锐同学也用小明所用的器材,在不使用电流表的情况下,另选了一个10Ω的电阻R0,设计了如图丙所示的电路,他设想闭合开关后先调节滑片使电压表的示数为2.5V,然后保持滑片位置不变,将电压表的b点接线改接到a点,测出灯泡与R0两端的总电压,继而计算得出小灯泡的额定功率。请指出他的设计方案中存在的问题是 ;
A.R0阻值太小,测量的误差较大 B.R0阻值太大,无法使灯正常发光
15.小辉和小组的同学完成了下面的实验:
(1)如图甲所示:
(a)在探究“电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有 的作用,小辉同学连接好电流闭合开关发现电流表电压表都有示数,移动滑片当电流表示数增大时电压表的示数减小,则他在实验中连接电路时的问题是 。
(b)在探究“电流和电阻的关系”的实验中,定值电阻R1由5Ω换成10Ω时,接下来滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)调节;若电源电压为6V,R1的可选最大电阻为20Ω,为保证电阻R1两端的电压为2V,那么滑动变阻器R2阻值应不小于 Ω.若滑动变阻器的最大电阻值为50Ω,则所选取R1的最大阻值为 Ω。
(2)他做完实验后,把定值电阻换成小灯泡,又完成了“测量额定电压是2.5V的小灯泡电功率”的实验,实验原理是 ,如图乙所示,他连接电路,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记下各组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图丙所示图象,根据图象可知小灯泡的额定电流是 ;额定功率是 W;灯丝的电阻是 的(填“变化”或“不变”).同组的李煜同学完成上述实验后,向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计如图丁所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为 V。
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U。
③小灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。
16.小红做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:3节新干电池(电源电压恒为4.5V)、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关各一个、规格为10Ω 0.6A的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接。(要求P向左滑动时灯变暗)
(2)小红实验中闭合开关后,看到灯立即发出较亮的光,两电表的指针立即偏转到最右侧,这一现象反映出小红操作中存在的问题是 ;
(3)小红认识到问题所在后,加以改正后重新开始实验,闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器滑片P到某处,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。
(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小红在原有器材的基础上增加了一个R0=5Ω的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表a点改接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0;
③通过计算,可先求出电路中的电流I,就可得到小灯泡的额定功率P。
请你指出该设计方案中存在的两个问题: ; 。
(5)小红继续进行实验,她又跟老师要了一个单刀双掷开关,一个阻值合适的定值电阻R0′,她要求R0′阻值要 (小于/大于)R0=5Ω,加上原有实验器材,重新设计了如图丁所示的电路,终于测出了灯泡的额定功率。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,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。
17.小琴在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为6V的电源设计如图甲所示的电路.
(1)小琴将滑动变阻器的滑片移到最右端后,闭合开关S,电压表的指针______(选填“几乎不动”或“偏转很大”).电流表的示数如图乙所示,则滑动变阻器最大电阻为______Ω.请你在连接错误的一条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
(2)小琴分别把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻接入电路进行实验,为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为______V.
(3)小琴用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻R,利用原有电路,测量小灯泡的电阻.实验时,她调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为2V,为使小灯泡正常发光,她应该向______(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片.根据丙图还可以求出小灯泡的额定功率______W.
(4)完成上面实验后,小琴又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,利用一个电压未知的电源和阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路.请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2接a接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②闭合开关S1,开关S2接b接线柱,滑动变阻器的滑片______(选填“向左移动”、“向右移动或“保持不动”),读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额=______.
2022年中考物理二轮专题复习——缺电流表法测电功率参考答案
1.小林利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电功率。他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如下图所示。
(1)请你添加一根导线补全电路。
(2)补全实验步骤:
①断开S、S1、S2,按实物图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片P放在最 端(选填“左”或“右”)。
②闭合开关 ,断开开关,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U1= V,将其记录在表格中,断开开关;
③保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关 ,断开开关 ,将此时电压表的示数U2记录在表格中;
(3)根据所测数据和已知量,写出计算小灯泡额定功率的表达式:P= 。
【答案】
(1)如图所示
(2)①右;
②S、S1,S2,2.5V ;
③S、S2,S1;
(3)(或)
2.小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
(2)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是__ ___W。在实际测量中,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏_____。
(3)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关S和S1,调节_____,使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关_____,调节R1,使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额=_____(用U额、R0、U1、U2表示)。
【答案】 0.6 大 R2 S、S
3.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“”字样,电源电压恒定。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整;
(3)完成上述实验后,小聪利用一个阻值已知的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图3所示的电路,也测出了灯泡的电功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关,将拨到触点_______(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为_______V;
②再将开关拨到触点_______(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为_______(用已知量和测量量表示)。
【答案】 1.52 2 3.8 1
4.如图所示,在“测量小灯泡额定电功率”实验中,提供的器材有:电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电阻箱、电流表、电压表、开关及导线若干。
(3)实验中电流表出现故障,另设计了如图丙所示的电路。
①正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值。
②闭合S1,将S2拨至“2”位置,调节______,当电压表示数为2.5V时,此时电阻箱连入电路的阻值为。
③将S2拔至”1”位置,此时电压表示数为4.5V,则灯泡额定功率______W。
【答案】(3)[5]正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值。闭合S1,将S2拨至“2”位置,调节电阻箱的旋钮,当电压表示数为2.5V时,此时电阻箱连入电路的阻值为,电压表测灯的电压,灯正常发光。
[6]将S2拔至”1”位置,电压表测电源电压,此时电压表示数为4.5V,根据串联电路电压的规律,电阻箱的电压
由欧姆定律,灯的额定电流即通过电阻箱的电流
,
则灯泡额定功率
5.小明同学在探究“电流与电压的关系”时,选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图的电路连接完整。
(4)小明同学完成上述实验后,设计如图丙电路,测灯泡L的额定功率,已知:灯泡的额定电压为U0(低于电源电压),滑动变阻器R2的最大值为R2。
①只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最右端,再将R2的滑片调到最左端,读出电压表的示数U1;
②只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为______,灯泡正常发光;
③闭合开关S、S1、S2,保持变阻器______的滑片不动,调节另一变阻器,使电压表示数为U0;保持变阻器R1的滑片不动,变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的数为U2,则灯泡额定功率表达式P额=_____
【解析】(1)[1]电压表并联在电阻的两端,如下图所示:
(4)②[5]只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,此时滑动变阻器R1的阻值为0,滑动变阻器R2与灯泡串联,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为U0,灯泡正常发光。
③[6][7]闭合开关S、S1,S2,此时小灯泡被短路,滑动变阻器R2与滑动变阻器R1串联,保持变阻器R2的滑片不动,调节变阻器R1,使电压表示数为U0,此时滑动变阻器R1的电阻与灯泡的电阻相等;变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的示数为U2,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器R2两端的电压为
U1-U2
电路的电流为
I=
R1连入电路的阻值为
R1=
小灯泡的电阻为
RL=R1=
灯泡额定功率
P额=
6.在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P置于端时连入电路中阻值最大;
(4)完成实验后,小明同学又想测量额定电流为的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来两个开关和一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路。请你完成下面的实验步骤:
①闭合开关和,断开开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关和,断开开关,读出电压表示数为;
③小灯泡额定功率的表达式为______(用、、表示)。
【答案】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片P置于端时连入电路中阻值最大,故变阻器的左下接线柱应连入电路中,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约10Ω,由欧姆定律可得灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与灯串联在电路中,如下图所示:
(4)[4][5]根据实验步骤:①闭合开关和,断开开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为;②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关和,断开开关,读出电压表示数为;③在步骤①中,通过灯的电流为额定电流,灯正常发光;在步骤②中,因电路连接方式没有改变,各用电器的电阻和电压大小不变,此时电压表测定值电阻和灯串联的总电压,由串联电路的规律,灯的额定电压为
小灯泡额定功率的表达式为
7.为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是 。(选填“R1”或“R2”)
(2)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(3)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是 。(选填字母)
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了
D.滑动变阻器短路
(4)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变);
①闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1。
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。
则小灯泡额定功率P额= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1)R2;(2)如上图;(3)C;(4)U1×。
8.某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,向实验室借来了如下实验器材:电源、关、滑动变阻器、电阻箱(符号),电压表、电流表及导线。他们通过实验完成了探究。
(1)他们经过思考,通过测出电阻箱两端的电压和通过的电流,计算出电阻箱消耗的电功率,从而得到电功率与电阻的关系。请你在虚线框内画出他们探究的实验电路图。
(2)该电路中滑动变阻器的作用除保护电路外,另一个重要作用是 。
(3)要完成该实验,需要记录的物理量 。
(4)完成上述实验后,小明又借了一个标为“3.8V”字样的小灯泡,一个单刀双掷开关,设计了如图1所示
实验电路图来测小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
(a)闭合开关S1,将开关S2拨到触点 ,把电阻箱调到R0,使电压表的示数为 V。
(b)再将开关S2拨到触点 ,读出电压表的示数为U。
(c)灯泡额定功率的表达式P= 。
【答案】(2)调节电路中的电流,使每次流过R的电流相等;(3)电阻箱两端的电压U、电流I及本身的阻值R;(4)(a)2;3.8;(b)1;(c)。
9.小明利用满足实验要求的电源(电压保持不变)、阻值已知的定值电阻R1和电阻箱R2(电路图符号)、已调零的电压表、滑动变阻器、开关、导线,证明“当电流保持不变时,R2消耗的电功率P2与电阻R2阻值成正比。”他设计了如图所示实验电路和实验,步骤但不完整,请你根据要求补充实验步骤,画出实验数据记录表。
实验步骤:
(1)按照电路图连接电路,在开关闭合前滑动变阻器滑片调到阻值最大位置。
(2)调节电阻箱R2的阻值,闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器至合适位置, ,将实验数据记录在表格中。
(3)断开开关,改变电阻箱R2的阻值,闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器 ,将实验数据记录在表格中。
(4)仿照步骤(3),再做4次实验,记录相关数据。
(5)利用公式P2= 算6次R2消耗的功率,将数值记录表中。
实验数据记录表:
【答案】
实验步骤:(2)用电压表测出R1两端电压U1;断开S2闭合S3用电压表测出R1和R2两端总电压U
(3)使电压表示数仍为U1;断开S2闭合S3用电压表测出R1和R2两端总电压U
(5)(U﹣U1)
实验数据记录表:如上表所示。
10.为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:电源一个,滑动变阻器一个,电压表两只,开关一个,导线若干,另有一个电子元件,该电子元件的I﹣U图象(即通过电子元件的电流I与电子元件两端的电压U的关系图象)如图甲所示。
(1)一个同学设计了如图乙所示的电路图,如图丙是根据电路图乙连接实物图的一部分,请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。
(2)测量时要调节滑动变阻器滑片使电压表V1的示数为 V,若此时电压表V2的示数为2.2V,则灯泡的额定电功率为 W。
【答案】(1)(2)2.5,0.7。
11.如图甲,在测量小灯泡的额定电功率实验中,器材如下:灯泡额定电压为3.8V、电源电压6V不变、电流表(0∼0.6A)、电压表(0∼3V)、滑动变阻器(30Ω1A)、开关各一只、导线若干。
(1)图甲中有一根导线连接是错误的,请在图中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线。
(2)正确连接好电路,闭合开关,为使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电功率为______ W。
(3)如图丙,在电源电压未知的情况下(电源电压不变),用滑动变阻器R2(最大阻值为R0)和滑动变阻器R1(最大阻值未知)测额定电压为的小灯泡L的额定电功率。具体步骤如下:
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器______ 的滑片,使电压表的示数为,此时小灯泡L正常发光。
②只闭合开关S、S2,______ ,调节滑动变阻器______ 的滑片,使电压表的示数仍为。
③接着将滑动变阻器R2的滑片调至最右端,记下电压表的示数为U1;再将滑动变阻器R2的滑片调至最左端,记下电压表的示数为U2。
④小灯泡额定功率的表达式为______ (用、U1、U2、R0表示)
【答案】
1.14 R2 保持滑动变阻器R2的滑片位置不变 R1
12.如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,小明选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)实验连接电路时,开关必须 。电压表的示数如图乙所示时,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为 W;
(2)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到某触点,移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
【答案】(1)断开;A;0.75;(2)U1×。
13.小华做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如图甲所示的电路。实验前,观察小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压恒为3V。
(1)检查电路甲的连接,她发现有一根导线连接错了,请你在乙图中在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)电路改正后,开关闭合前,滑片P应移到滑动变阻器的最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,若电流表的示数为0.12A,电压表的示数如图乙所示,此时滑动变阻器连入电路中的电阻为 Ω;(小数点后面保留2位)
(4)改变变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如下表所示。由测得数据可知,小灯泡正常发光时的功率为 W;
(5)根据表中的数据,请在图丙中画出I﹣U关系的图像.由图像可知,当电压表示数为2V时,小灯泡消耗的电功率约为 W;
(6)实验中,因为电流表坏了,用一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线,小华重新设计了如图丁所示的电路图,也能测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U。请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式:P额= 。
【答案】
(1)如上图实物连接;(2)左;(3)21.67;(4)1.1;(5)如上I﹣U图像;0.8;(6)。
14.小明在测额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验中,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,是小明连接的实验电路,若利用该电路实验,闭合开关,会发生的情况是 ;
A.小灯泡不亮 B.电流表无示数 C.电压表有示数 D.电压表指针反向偏转
(2)若只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画代替导线画出正确的接法;
(3)当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;利用该实验装置还能做测定 的实验。
(4)同组小锐同学也用小明所用的器材,在不使用电流表的情况下,另选了一个10Ω的电阻R0,设计了如图丙所示的电路,他设想闭合开关后先调节滑片使电压表的示数为2.5V,然后保持滑片位置不变,将电压表的b点接线改接到a点,测出灯泡与R0两端的总电压,继而计算得出小灯泡的额定功率。请指出他的设计方案中存在的问题是 ;
A.R0阻值太小,测量的误差较大 B.R0阻值太大,无法使灯正常发光
【答案】(1)A;(2);(3)0.6;小灯泡电阻;(4)B。
15.小辉和小组的同学完成了下面的实验:
(1)如图甲所示:
(a)在探究“电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有 的作用,小辉同学连接好电流闭合开关发现电流表电压表都有示数,移动滑片当电流表示数增大时电压表的示数减小,则他在实验中连接电路时的问题是 。
(b)在探究“电流和电阻的关系”的实验中,定值电阻R1由5Ω换成10Ω时,接下来滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)调节;若电源电压为6V,R1的可选最大电阻为20Ω,为保证电阻R1两端的电压为2V,那么滑动变阻器R2阻值应不小于 Ω.若滑动变阻器的最大电阻值为50Ω,则所选取R1的最大阻值为 Ω。
(2)他做完实验后,把定值电阻换成小灯泡,又完成了“测量额定电压是2.5V的小灯泡电功率”的实验,实验原理是 ,如图乙所示,他连接电路,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记下各组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图丙所示图象,根据图象可知小灯泡的额定电流是 ;额定功率是 W;灯丝的电阻是 的(填“变化”或“不变”).同组的李煜同学完成上述实验后,向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计如图丁所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为 V。
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U。
③小灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)(a)改变定值电阻电压;电压表并联在变阻器两端了;(b)右;40;25;
(2)P=UI;0.25A;0.625;变化;①2;2.5;②1;③2.5V×。
16.小红做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:3节新干电池(电源电压恒为4.5V)、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关各一个、规格为10Ω 0.6A的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接。(要求P向左滑动时灯变暗)
(2)小红实验中闭合开关后,看到灯立即发出较亮的光,两电表的指针立即偏转到最右侧,这一现象反映出小红操作中存在的问题是 ;
(3)小红认识到问题所在后,加以改正后重新开始实验,闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器滑片P到某处,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。
(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小红在原有器材的基础上增加了一个R0=5Ω的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表a点改接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0;
③通过计算,可先求出电路中的电流I,就可得到小灯泡的额定功率P。
请你指出该设计方案中存在的两个问题: ; 。
(5)小红继续进行实验,她又跟老师要了一个单刀双掷开关,一个阻值合适的定值电阻R0′,她要求R0′阻值要 (小于/大于)R0=5Ω,加上原有实验器材,重新设计了如图丁所示的电路,终于测出了灯泡的额定功率。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,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。
【答案】
(1)如上图;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片未至于最大阻值处;
(3)1.25;
(4)无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光;只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反;
(5)小于; 2.5;。
17.小琴在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为6V的电源设计如图甲所示的电路.
(1)小琴将滑动变阻器的滑片移到最右端后,闭合开关S,电压表的指针______(选填“几乎不动”或“偏转很大”).电流表的示数如图乙所示,则滑动变阻器最大电阻为______Ω.请你在连接错误的一条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
(2)小琴分别把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻接入电路进行实验,为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为______V.
(3)小琴用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻R,利用原有电路,测量小灯泡的电阻.实验时,她调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为2V,为使小灯泡正常发光,她应该向______(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片.根据丙图还可以求出小灯泡的额定功率______W.
(4)完成上面实验后,小琴又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,利用一个电压未知的电源和阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路.请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2接a接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②闭合开关S1,开关S2接b接线柱,滑动变阻器的滑片______(选填“向左移动”、“向右移动或“保持不动”),读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额=______.
【答案】几乎不动 30 2.4 左 1.25 保持不动 U额×
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