2023“精品作业”《科学》3.6电学实验测试卷
1.小华要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率,连接了如图甲所示的电路。电源
电压为4.5V,所用滑动变阻器的规格为“25Ω 0.5A”。
(1)同组的小明发现小华的电路连接有错误,如果此时闭合开关,观察到的现象是 ;
A.小灯泡不发光,电流表有示数 B.电流表有示数,电压表无示数
C.小灯泡不发光,电压表示数超过量程 D.小灯泡发光,电压表有示数
(2)若图甲中允许只改动一根导线,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接;
(3)小华将电路改接正确后,将滑动变阻器的滑片P置于一端,再闭合开关,调节滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的功率是 W;
(4)同组的小明同学还想探究“当电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻,其余连接均不改变;为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制定值电阻两端的电压范围为 。
2.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约
为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值20Ω。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接(要求滑片向B端滑动时,接入电路阻值减小,且导线不能交叉);
(2)实验时,某个小组同学刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了,老师指出了该组同学们操作时的错误是 ,同时提醒同学们注意观察此时两电表的示数,发现电压表 。(选填“有示数”或“无示数”);
(3)断开开关,更换了相同规格的小灯泡后重新按照正确的操作进行实验。某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡正常发光应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 (电流表/电压表),当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)某同学还想探究“在电压一定的情况下,电流与电阻的关系”,于是将甲图中的小灯泡换成四个阻值分别为10Ω,8Ω,6Ω和4Ω的定值电阻,电源改成学生电源,其余连接均不改变。为了能顺利完成实验,电源电压最大为 V。
3.在测量小灯泡电功率实验中,小灯泡规格为“4.5V 3.6W”。
(1)电源电压为12V,要完成本实验应选用滑动变阻器 。(填序号)
①10Ω 0.5A;②20Ω 0.5A;③20Ω 2A;④5Ω 2A
(2)连接电路时开关应 。
(3)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(4)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该放在 (选填“a”或“b”)端。
(5)当小灯泡两端电压为4.0V时,电流表的读数如图(乙)所示,则电流表的读数为
A,小灯泡的实际功率为 W。
4.某实验小组用如图甲所示的器材,测量标有“4.5V”字样小灯泡的功率,电源电压不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动
时接入电路的阻值变大);
(2)连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是 ;
A.断开开关,更换小灯泡 B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)实验过程中,某时刻电流表和电压表示数分别如图乙所示,
此时小灯泡的实际功率为 W。要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到 ;
(4)实验中多次测量的目的是 ;
A.测不同电压下小灯泡的实际功率 B.多次测量求平均值,减小误差
(5)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I额,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P额= (用字母表示)。
5.小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,如图所示,用到以下器材:额定电压为2.5V
的待测小灯泡L1、滑动变阻器R1“50Ω 0.5A”、R2“100Ω 1A”、R3“800Ω 1.5A”各一个、
电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、学生电源(电压恒为6V)、开关
导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整(要求滑片右移灯泡变暗,且导线不交叉);
(2)连接好电路,正确操作,移动滑动变阻器的滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表示数均为0,经检查电表完好,则故障可能是 ;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,小明移动滑片P,当电压表的示数为2V时,滑动变阻器应向 (选填“左”或“右”)移动;使电压表的示数达到额定电压,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I﹣U”图像如图丙所示,则本实验中小明对滑动变阻器的最佳选择是 (选填“R1”、“R2”或“R3”)。由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而 (选填“增大”、“不变”或“减少”);
(5)若实验时调节灯泡L1正常发光后,小明再用标有“2V?A”的小灯泡L2替换L1,再次调节滑动变阻器让L2正常发光,若前后两次L1与L2的功率差ΔPL与滑动变阻器的功率差ΔP滑相等,则L2的额定功率为 W;
(6)完成上述试验后,小明又找来10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个,重新选择仪器和量程并设计好电路,准备探究“电流与电阻的关系”的实验,他将定值电阻的控制电压设定为2V,接入电阻后,发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片,电压表的指针都无法准确指在2V的刻度线上,发生这种现象的原因可能为 。
A.控制电压为2V太低 B.电源电压为6V太高 C.选择了R3接入电路进行实验
6.小高同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材;电源(电压恒为6V)、
开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为3.8V的待测小灯泡(电阻约为12Ω),
滑动变阻器两个(A:“5Ω 2A”,B:“20Ω 0.5A”)。
(1)该实验的实验原理是 ;实验中,应选用的滑动变阻器是 (填“A”或“B”);
(2)如图甲是小高同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路连接正确(不能与其他导线交叉);
(3)纠正错误后,记录的实验数据如表所示:
实验序号 电压(V) 电流(A) 电功率(W) 额定功率
1 3.0 0.24 0.72 1.13
2 3.8 0.30 1.114
3 4.5 0.34 1.53
由上表可知,小高在处理实验数据时的错误是: ;
(4)由于小高粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R===12.5Ω。再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率P===1.152W,则灯泡的额定功率 (填“>”、“=”或“<”)1.1552W;
(5)实验时,小高发现滑动变阻器的BP部分比PC部分热,这是因为 ;
(6)该组的另一同学接着实验时,发现电压表0~15V量程已经损坏,0~3V量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你在虚线框内画出正确的电路图。
7.选用不同规格的灯泡来探究“串联电路的电流规律”,电路图如甲所示。
(1)实验室所用的电流表是两个量程,小量程的分度值是 A;
(2)闭合开关后,一同学根据两个电流表指针偏转角度不同(如图乙所示),判断“串联电路中各处的电流不相等”,请你指出造成他判断错误的原因是: ;他还观察到灯L2比灯L1更亮,则下列说法正确的是 。
A.灯L2中的电流较大,所以L2更亮 B.电流从电源正极出来先通过灯L2,所以L2更亮
C.两灯中的电流相等,亮度不同是由于两灯实际功率不同
甲 乙
8.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小超用电压表、电流表、开关、电压为4V的学生
电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的灯丝电阻约为10Ω)和滑动变阻器,设计了如
图甲所示的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表均无示数,原因可能是下列中的哪一种: (只填选项);
A.灯泡断路 B.电压表短路 C.灯泡短路 D.滑动变阻器断路
(3)小超在连接电路时,当连接好最后一根导线,灯泡立即发光,检查后发现电路连接正确,则原因是 ;
甲 乙 丙
(4)纠正错误后,闭合开关,将变阻器滑片P移至某处时,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向 端(选填“左”或“右”)移动,直到灯泡正常发光,在此过程中所测得小灯泡电流和电压的几组数据,并画出如图丙所示的曲线a,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)若小灯泡电压为0.5V、1.5V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3,则2P2
(P1+P3)(选填“>”、“<”或“=”);
(6)为了完成该实验,小超选择的滑动变阻器应是 ;
A.R1(20Ω 0.5A) B.R2(50Ω 0.5A) C.R3(50Ω 0.2A) D.R4(20Ω 0.2A)
(7)小超在图丙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,老师据图指出该曲线是错误的,其理由是 。
9.实验课上小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,实验室有如下器材:电源(电
压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一
个,规格分别为R1“10Ω 1A”、R2“30Ω 1A”和R3“60Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、
导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表示数变化,电压表无示数,则故障原因可能是 (选填字母)。
A.小灯泡断路 B.小灯泡被短路 C.开关接触不良 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后继续进行实验,小明将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。认真分析后得知小灯泡电阻变化的原因: 。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω,小灯泡的额定功率是 W。
(4)实验过程中应选用的滑动变阻器规格为 (选填“R1”“R2”或“R3”)。
(5)小明同学在测量过程中不慎将电压表损坏,利用一阻值已知的定值电阻R0和电流表,利用图丙也完成了对未知定值电阻Rx的测量。
①电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1,则电源的电压U
= 。
②当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2;则待测电阻Rx= 。
10.老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材:电源(电压恒为6V)、开关、电压表
和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为10Ω)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、
导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑片向右移动时灯泡变亮)。
(2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,其原因是 。
(3)正确连接电路后,闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,灯泡都不亮,电流表有示数,电压表没有示数,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,移动滑片P,小明根据实验所测的数据,作出如图丙所示的图象,则小灯泡的额定功率为 W。
2023年10月28日斯惠英的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一.实验探究题(共10小题)
1.(1)原电路中,滑动变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中测电源电压(4.5V),使用的量程是0~3V,则此时闭合开关,观察到的现象:小灯泡不发光,电压表示数超过量程,选C;
(2)电流表与串联,电压表与灯并联,如下所示:
(3)由图乙可知:所示此时电流表示数如图乙所示,
电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,
则小灯泡正常发光时的功率是:
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(4)电流表量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为0.5A,电路的最大电流为0.5A,此时电路的总电阻最小,
由欧姆定律,电压表最大示数为:U大=I大R1=0.5A×5Ω=2.5V;
由串联电路电压的规律及分压原理有:
=,即:=,UV=2V,
为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制定值电阻两端的电压在2V~2.5V范围内。
故答案为:(1)C;(2)如解答图;(3)0.7;(4)2V~2.5V。
2.(1)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电压表应与小灯泡并联,因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V量程。要求滑片向B端滑动时,接入电路阻值减小,故滑动变阻器下接线柱B点接入电路,如图所示:
(2)闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了,
说明在闭合开关前滑动变阻器的滑片没有移到
最大阻值处,此时电路中电阻较小,流过小灯
泡的电流较大,小灯泡的实际功率较大,所以
小灯泡亮度很亮。然后小灯泡又马上熄灭,说明
灯泡灯丝被烧断了,此时电压表与其他部分串联接入电路,故电路中电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压。
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,此时U实<U额,要使灯泡正常发光,应减小滑动变阻器两端电压使灯泡两端电压增大到额定电压2.5V,根据串联电路的分压规律可知,要减小滑动变阻器两端电压,则滑动变阻器接入电路的电阻应变小,即滑片应向B端移动,同时视线应注意观察电压表,直到电压表示数为2.5V。
当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,即电流I=0.24A,所以小灯泡的额定功率
P=U额I=2.5V×0.24A=0.6W。
(4)电压表和电流表接入的都是小量程,当定值电阻为10Ω时,电压表的最大值为3V,电路中的最大电流为0.3A,电流表正常工作;当定值电阻为4Ω时,电压表的最大值为3V,电路中的最大电流为0.75A,电流表不能正常工作;所以电路中的最大电流为0.6A,此时电压表的示数为2.4V,应控制电压表的示数为2.4V不变,由串联电路的规律及分压原理有:,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,对应的电源电压最大,,
解得U=7.2V。
故答案为:(1)见解析;(2)闭合开关前,未将滑片移到阻值最大处;有示数;(3)B;电压表;0.6;(4)7.2。
3.(1)灯泡正常发光时的电流为:I===0.8A;
此时滑动变阻器两端的电压为:U'=U﹣U额=12V﹣4.5V=7.5V;
此时滑动变阻器接入电路的电阻为:R'===9.375Ω;
由于电路中的电流要大于0.5A,故不能选择①②的
滑动变阻器;滑动变阻器接入电路的电阻要大于5Ω,
故选用③的滑动变阻器;
(2)为了保护电路,连接电路时开关要断开;
(3)滑动变阻器采用一上一下的接法,如图所示:
(4)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大,由图可知,滑片应调至b端;
(5)由图可知,电流表分度值为0.1A,示数为0.7A,小灯泡的功率为:P=U实I'=4V×0.7A=2.8W。
故答案为:(1)③;(2)断开;(3)如图;(4)b;(5)0.7;2.8。
4.(1)由于小灯泡标有4.5V字样,那么它的额定电压是4.5V,实验过程中小灯泡的电压会达到4.5V,电压表测量小灯泡的电压,电压表的量程选0﹣15V,应将小灯泡的右接线柱与电压表右侧接线柱连接;滑动变阻器滑片向B滑动时接入电路的阻值变大,滑动变阻器应接A端,故应连接A与电源的负极,实物图如图
(2)电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡
没有断路;电压表有示数,说明小灯泡没有短路,
不需更换小灯泡;问题可能是电路的电流太小,
小灯泡不发光,原因是滑动变阻器接入电路的电阻太大,
接下来的操作移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入电路
的电阻,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。故选C。
(3)由上述可知,电压表的量程是0﹣15V,电压表的分度值是0.5V,它的读数是3.5V;电流表的量程是0﹣0.6A,电流表的分度值是0.02A,它的读数是0.36A,此时小灯泡的实际功率P=UI=3.5V×0.36A=1.26W,
此时小灯泡的实际功率是1.26W。
要测量小灯泡的额定功率,小灯泡的电压应是4.5V,根据串联电路的分压原理可知,应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,故应将滑动变阻器的滑片向A端移动,直到小灯泡两端的电压表的示数为4.5V。
(4)因为小灯泡在不同电压下的电功率是不同的,在实验过程中,多次测量的目的是测量不同电压下小灯泡的实际功率,小灯泡在不同电压下,电功率不同,计算功率的平均值没有意义,故A符合题意,B不符合题意。故选A。
(5)①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为灯泡的额定电流I额;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I额,读出电阻箱的示数为R0,由于①②两个过程中电路中的电流相同,滑动变阻器的电阻相同,因此灯泡的电阻等于电阻箱的电阻R0;
③[8]则小灯泡的额定功率表达式P额=I额2R0。
故答案为:
(1)见解析;(2)C;(3)1.26;A;电压表示数为4.5V;(4)A;(5)I额;I额2R0。
5.(1)滑片右移灯泡变暗,即电流变小,电阻变大,故滑动变阻器以左下接线柱连入电路中,灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)A.若小灯泡断路,电流表无示数,则电压表串联在电路中,电压表与电源连通,电压表有示数,故A不符合题意;
B.若小灯泡短路,电路为通路,电流表有示数,
电压表无示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两电表
都没示数,故C符合题意;
D.若滑动变阻器短路,电路为通路,电压表、电流表示数较大,
故D不符合题意;故选:C。
(3)灯在额定电压下正常发光,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,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
此时电流表示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.3A,
则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)根据绘制的小灯泡的“I﹣U”图像如图丙知,当电压为0.5V时,电流为0.1A,根据串联电路的电压规律和欧姆定律,此时变阻器连入电路中的电阻为:
R滑===55Ω,故滑动变阻器的最佳选择是R2;
由图丙知,当电压为1V、2V、3V时,对应的电流分别为0.2A、0.3A、0.35A,由欧姆定律的变形公式R=,灯的电阻分别为:5Ω、6.67Ω、8.57Ω,即小灯泡的电阻随温度的升高而增大;
(5)小灯泡L1正常发光时的电功率0.75W,此时滑动变阻器的电功率:
P滑1=U滑1I=(6V﹣2.5V)×0.3A=1.05W;L2正常发光时,则ΔPL=ΔP滑
即0.75W﹣2VI′=1.05W﹣(6V﹣2V)×I′,解得:I′=0.15A,
所以L2的额定功率为:P2=U2I′=2V×0.15A=0.3W;
(6)探究“电流与电阻的关系”的实验中,保持定值电阻两端的电压为2V,因为电源电压为6V,所以滑动变阻器两端电压为4V,根据串联电路电压的规律,即===所以当分别将10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的阻值分别是20Ω、30Ω、40Ω,理论上三个滑动变阻器均能满足要求,可以使定值电阻的控制电压达到2V.但发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片,电压表的指针都无法准确指在2V的刻度线上,可能是因为选择了R3接入电路进行实验,因为R3的最大电阻为800Ω,在调节时,很容易滑过头,难保证刚好分担电压4V,故C正确。故选C。
故答案为:(1)见上图;(2)C;(3)左;0.75;(4)R2;增大;(5)0.3;(6)C。
6.(1)测量出灯泡的额定电压和通过灯泡的额定电流,根据P=UI可求出灯泡的额定功率,该实验的实验原理是P=UI。灯的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,灯泡正常工作时电流大小约为,
根据串联电路的规律及欧姆定律,此时滑动变阻器连入电路的电阻约为,实验中,应选用的滑动变阻器是“20Ω 0.5A”,故选B。
(2)甲图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误,电流表应与灯泡串联,电压表与灯泡并联,改正后如下图1所示:
(3)灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压的
功率不同,取不同功率的平均值作为额定功率是错误的。
(4)由于小高粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表
的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻
,
因灯的电阻随温度的升高而变大,故正常发光时的电阻要大于12.5Ω,故再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率,
因灯泡电阻变大,故灯泡的额定功率小于1.1552W。
(5)滑动变阻器的BP部分与PC部分串联,通过的电流和通电时间相同,而BP部分电阻比PC的电阻大得多,根据Q=I2Rt可知,相同时间滑动变阻器的BP部分比PC部分产生的热量大得多,故滑动变阻器的BP部分比PC部分热。
(6)根据串联电路的规律,当变阻器的电压为U变=6V﹣3.8V=2.2V
灯正常发光,故可将电压表使用小量程与变阻器并联,移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时(灯正常发光),记下电流表的示数,如图2所示:
故答案为:(1)P=UI;B;(2);(3)取不同功率的平均值作为额定功率;(4)<;(5)滑动变阻器的BP部分与PC部分串联,通过的电流和通电时间相同,而BP部分电阻比PC的电阻大得多,根据Q=I2Rt可知,相同时间滑动变阻器的BP部分比PC部分产生的热量大得多,故滑动变阻器的BP部分比PC部分热;(6)。
7.(1)0.02;(2)没有注意观察电流表的量程;C。
8.(1)要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮,
故应将滑动变阻器的右下端接入电路,电路图如图所示:
(2)电流表没有示数,说明电路有断路故障,电压表
也没有示数,说明与电压表并联之外的电路出现断路故障,
滑动变阻器断路符合题意,故选:D;
(3)当连接好最后一根导线,灯泡立即发光,连接电路时未断开开关;
(4)由图乙可知,电压表的示数小于2.5V,故应增大电压,根据串联分压的特点,减小滑动变阻器的阻值,故向右移动滑片;
灯泡两端的电压等于额定电压时灯泡正常发光,即电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;如图乙曲线a所示,可知灯泡的电压为2.5V时,电流为0.3A,
该小灯泡的额定电功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)由丙图可知当U1=0.5V,此时电流为I1=0.1A,则P1=U1I1=0.5V×0.1A=0.05W;当U2=1.5V,电流I2=0.24A,则P2=U2I2=1.5V×2.4A=3.6W;当U3=2.5V,电流I3=0.3A,则P3=U3I3=2.5V×0.3A=0.75W;
则2P2﹣(P1+P3)=2×3.6W﹣(0.05W+0.75W)<0,故2P2<(P1+P3);
(6)由图a知,当电压表示数最小为0.5V时,电流为0.1A,根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:U滑=U﹣UL=4V﹣0.5V=3.5V,
根据串联电路电流的规律和欧姆定律可得,滑动变阻器
连入电路中的电阻为:R滑===35Ω;
灯正常工作时的电流为0.3A>0.2A,故应选用R2滑动变阻器,故选B;
(7)图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,根据串联电路电压的规律可知:电路的总电压等于各部分电压之和,故变阻器与灯泡的电压之和应4V;由图丙可得ab曲线的交点处,电压之和不等于电源电压4V,所以曲线b是错误的。
故答案为:(1);(2)D;(3)开关未断开;(4)右;0.75;
(5)<;(6)B;(7)a、b曲线交点处,电压之和大于电源电压4V。
9.(1)灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选用小量程并联在灯泡两端,实物图连接如图所示:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,
电流表示数变化,说明电路是通路,
若小灯泡断路、开关接触不良、滑动变阻器
断路,即电路断路,电路中无电流,与移动滑片
时电流表示数有变化不相符;
小灯泡被短路,电压表与会被短路,所以小灯泡不亮,电压表无示数,但电路仍是通路,移动滑片时电流表示数有变化,故选B;
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI知,灯泡的电功率增大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大;
灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由图像知,此时通过灯泡的电流为0.25A,
由欧姆定律可得,灯泡正常发光的电阻:R===10Ω;
灯泡的额定功率:P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)由串联电路的电压规律知,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压:
U滑=U﹣U额=6V﹣2.5V=3.5V,
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器连入阻值约为R滑===14Ω>10Ω,所以滑动变阻器可选择R2或R3;
(5)在实验步骤①中,开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测通过R0的电流,由并联电路特点和欧姆定律可得,电源的电压U=Ux=U0=I1R0;
在实验步骤②中,开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻仍并联,电流表测干路电流,由并联电路特点知,通过R0的电流不变,
则通过Rx的电流Ix=I2﹣I1,所以待测电阻Rx==。
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)灯丝电阻随温度的升高而增大;10;0.625;(4)R2或R3;(5)I1R0;。
10.(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;滑片向右移动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,
电流表指针偏向零刻度线左侧,说明闭合开关前
电流表指针未调零;
(3)正确连接电路后,闭合开关,小明发现无论
怎样调节滑动变阻器,灯泡都不亮,电流表有示数,说明电路是通路;电压表没有示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即电路故障可能是小灯泡短路(或电压表短路);
(4)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为:P=UI=2.5V×0.25A=0.625。
故答案为:(1)见解答图;(2)电流表指针未调零;(3)小灯泡短路(或电压表短路);(4)0.625。