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【题目】如图所示,是浩灵同学做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验的电路图,已知电源电压为6V,小灯泡正常发光时的电压为2.5V,有三种规格的滑动变阻器,分别是甲“40Ω 1A”、乙“50Ω 0.2A”、丙“60Ω 0.4A”

(1)连接电路时开关应_________,正确连接电路后,且操作正确,闭合开关S后,小灯泡不发光,那么接下来恰当的实验操作应该是_________(选填序号):

A. 移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况

B. 检查电路是否短路,替换同一规格的小灯泡

C. 检查电路是否断路,替换同一规格的小灯泡

(2)浩灵同学在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1,小灯泡电阻变化△R2,则△R1______△R2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

(3)实验结束后,得到了表一的数据,昊灵将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡正常发光的电阻,这种数据处理方式是_________ (选填“合理”或“不合理”)的, 理由是_________;最终可知小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω(除不尽的保留一位小数);

(4)由表一中的数据可知选择的滑动变阻器为_________ (选填“甲”、“乙"或“丙”);

(5)实验结束后,昊灵进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图甲,如果将该小灯泡单独与一个阻值为10Ω的定值电阻串联后接入电压为3V的电源两端,如图乙所示, 此时R0的功率是_________W。

【答案】断开 A 大于 不合理 灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值 8.3 0.4

【解析】

(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开从表中可知电流表示数为0.12A,通过灯泡电流太小,灯泡实际功率太小,灯泡不发光,应移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,观察灯泡是否发光;故A正确

(2)当滑动变阻器的电阻变小时(总电阻也会变小),其分得的电压变小,根据串联电路电压的规律得到灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流增大,灯泡的功率增大、灯丝温度升高,则灯泡电阻变大,根据欧姆定律可知电源电压U不变,电流变大,总电阻变小根据R=R+R可知,只有当R的减小量大于R的增加量才会让总电阻变小,即△R1R2

(3)灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故取平均值没有意义,是不合理的;小灯泡正常发光时的电压为2.5V,从表中得到电流是0.3A,小灯泡正常发光时的电阻

(4)电源电压为6V,第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为:U'=6V-0.5V=5.5V,通过电路的电流是0.12A,则此时变阻器连入电路中的电阻:乙和丙的最大阻值都大于4.58Ω,表中电流大小会超过0.2A,所以不能选择乙滑动变阻器,应该选择丙滑动变阻器

(5)由图甲可知,当灯的电压U=1.0V,对应的电流I=0.2A时,根据串联电路电流的特点,通过定值电阻的电流大小等于0.2A,此时定值电阻的电压U=IR0=0.2A×10Ω=2V,又根据串联电路电压的特点,灯和定值电阻的总电压U=U+U=1V+2V=3V刚好为电源电压;所以此时R0的功率P0=U×I=2V×0.2A=0.4W。

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猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;

猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;

小明通过如图所示的实验验证猜想,验证猜想二和猜想三的数据如下表:

次数

1

2

3

4

5

接触面

木板

木板

木板

棉布

毛巾

压力/N

1.0

1.5

2.0

1.0

1.0

弹簧测力计示数/N

0.4

0.6

0.8

0.5

0.6

回答下列问题:

1)实验中,小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做_____运动,其目的是使滑动摩擦力的大小_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数;

2)为验证猜想一,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做实验时,发现弹簧测力计示数相同,说明滑动摩擦力的大小与运动速度_____

3)分析_____次实验可验证猜想二,在其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小_____

4)分析145三次实验,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。在其他条件相同时,_____

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