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19.小明利用如图甲所示的电路,探究“保持电阻不变时,电流跟电压的关系”.

实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,一个开关,一个定值电阻,一只滑动变阻器,导线若干.
(1)小明在闭合开关S后,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因是电压表正负接线柱接反了;同时发现电流表没有示数,可能的原因是R断路.
(2)小明通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图象,由图象可得结论:保持电阻不变时,电流与电压成正比.
(3)若电流表损坏,请你利用余下实验器材,测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率(灯丝的电阻会随温度变化),并把如下的实验步骤补充完整.
①在原实验电路中,断开开关S,拆去电流表,用小灯泡替换定值电阻,重新连接好电路,并移动滑片P至B(选填“A”或“B”)端;
②闭合开关S,移动滑片P,直至电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器滑片位置不变,断开开关,用定值电阻替换小灯泡,闭合开关,记录下此时电压表的读数U;
④小灯泡的额定功率的表达式P=“$\frac{1W×U}{4.5V-U}$”(用数据和测量的物理量符号表示).

分析 (1)电表正负接线柱不要接反,否则指针将反向偏转;根据电流表无示数可能电路出现断路,再根据电压表有示数确定故障的原因;
(2)分析图丙的图象,然后得出电阻一定时,电流与电压关系的结论;
(3)根据题意完成实验步骤,用定值电阻替代灯泡,然后应用串联电路特点、欧姆定律计算滑动变阻器此时连入的阻值,再根据电功率公式分析答题.

解答 解:
(1)闭合开关S后,电压表指针反向偏转,这是由于电压表正负接线柱接反了造成的;
根据电流表无示数可能电路出现断路,而电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源间是通路,由此说明故障可能是定值电阻R断路造成的.
(2)由图丙所示图象可知,U-I图象是一条倾斜的直线,电压U与电流I成正比,由此可得:在电压一定时,电流与电压成正比.
(3))①断开开关S,拆去电流表,用小灯泡替换定值电阻,重新连接好电路,并移动滑片P至最大值B端;
②闭合开关S,移动滑片P,直至电压表的示数为灯泡额定电压2.5V时,小灯泡正常发光;
③保持滑片P的位置不变,断开开关,用定值电阻替换小灯泡,闭合开关,读出电压表的示数U;
④由图丙所示图象可知,当定值电阻两端电压为2V时,通过的电流为0.4A,所以定值定值阻值:R=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω,
则定值电阻替代灯泡后,电路中电流I=$\frac{U}{5Ω}$,
滑动变阻器接入电路的阻值:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V-U}{\frac{U}{5Ω}}$,
灯泡正常发光时电流中电流:I=I=$\frac{4.5V-2.5V}{{R}_{滑}}$=$\frac{2V}{\frac{4.5V-U}{\frac{U}{5Ω}}}$=$\frac{2V×U}{(4.5V-U)×5Ω}$,
小灯泡的额定功率的表达式P=ULI=2.5V×$\frac{2V×U}{(4.5V-U)×5Ω}$=$\frac{1W×U}{4.5V-U}$.
故答案为:(1)电压表正负接线柱接反了;R断路;
(2)电流与电压成正比;
(3)①B;②2.5;③定值电阻;④$\frac{1W×U}{4.5V-U}$.

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、实验数据处理等,连接电路时,电表正负接线柱不要接反,否则电表指针将反向偏转.难点是第(3)问,要能根据串联电路特点,灵活运用欧姆定律计算出灯泡正常发光的电流是关键.

练习册系列答案
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5.2011年5月22日,一场大规模龙卷风袭击了美国密苏里州,造成重大人员伤亡.龙卷风的实质是高速旋转的气流,把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中.龙卷风能“吸”起物体的主要原因是(  )
A.高速旋转的气流流速大,压强小B.龙卷风使物体受到的重力变小
C.龙卷风使物体受到的浮力变大D.高速旋转的气流流速大,压强大

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10.如图所示的是特斯拉纯电动车在重庆某超级充电站充电的情景,该电动车的蓄电池组容量达到了85kW•h,与之匹配的超级充电桩100min就可以将蓄电池组充满.如果以100km/h经济时速匀速行驶,蓄电池组储存的电能可以使其连续行驶5h,求:
(1)该蓄电池组充满电后以经济时速行驶的最大里程
(2)超级充电桩充电时对外输出的电功率.

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7.小明同学为了探究“功率跟电阻的关系”,他找来额定电压分别是3.8V和2.58V的L1、L2两只灯泡.将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究.
(1)请用铅笔划线代替导线,将实物电路图连接完整.
(2)当小明闭合开关后,看见灯L1微微发光,看不见灯L2发光,立即判断出灯L2的灯丝断了,你认为他的判断对不对?并请你简要说明理由:不对; 如果L2的灯丝断了,电路中就无电流,灯L1就不会亮.
(3)在老师的提示后,小明移动滑片,测量出了灯L1、L2两端的电压和电路中的电流.并计算出实际功率和对应的电阻.记录结果见下表:
次数电流/A电压/V实际功率/W电阻/Ω
灯L1灯L2灯L1灯L2灯L1灯L2
10.160.960.320.150.056.02.0
20.181.300.640.230.127.23.6
30.33.802.501.140.7512.78.3
根据上面的实验数据可得出:灯泡的实际功率与灯泡的电阻成正比(“正比”或“反比”).这个结论成立的条件是:电流相等.
(4)你认为小明同学的实验方案还有什么值得改进的地方?

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14.回顾实验和探究:(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整)
(1)探究液体压强
步骤1.将压强计的探头放入水中,U型管的两侧液面出现高度差,.保持深度不变,将探头分别放入水和盐水中,发现放入盐水高度差更大(填“大”或“小”)中这说明液体压强与液体密度有关.
(2)测量固体的密度:
过程步骤①向量筒内倒入适量的水,测出水的体积V1
②用天平称出石块的质量m;
③把石块用线拴好浸没在水中,记下体积V2
④将m、V带入公式中,算出石块的密度ρ;
⑤根据V1、V2算出石块的体积V.
正确的操作步骤排序是:②①③⑤④.
数据表格
m/gV1/mlV2/mlV/mlρ/(kg/m3
305020



(3)探究牛顿第一定律:
过程方法让小车从斜面同一高度滑下,使得小车在水平面上运动的初速度相同,小车下滑过程中是重力势能转化为动能,三种情况下小车刚运动到水平面时的动能是相等的.(填“相等”或“不相等”).平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减少得越慢.
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匀速直线运动.

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4.阅读短文,回答问题.
苹果是一种智慧之果,它具有传奇般的色彩.网络上曾盛行这样一种说法:上帝的苹果树共结了三个苹果,第一个苹果被亚当和夏娃偷吃了,第二个苹果砸在了牛顿的头上,第三个苹果送给了乔布斯.下面就让我们来一次有关苹果的探索之旅吧!
(一).测量苹果的密度:
方法一:如图1所示,用天平测得苹果的质量为162.4g;若苹果的体积为200cm3,则苹果的密度为0.812g/cm3

方法二:将苹果轻放入装满水的溢水杯中,静止时,苹果漂浮在水面上,测得从杯中溢出水的体积为V1;再用细针缓缓地将苹果全部压入水中,从杯中又溢出了体积为V2的水.已知水的密度为ρ,则苹果密度的表达式为ρ苹果=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$•ρ
(二).科学探究:苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系.
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两电极插入的深度h/cm123456
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(2)小组同学测得的实验数据如表,当深度为5cm时,电压表示数如图3所示,请将电压值填入下表空格中;
(3)分析表格中的数据,你能得到的实验结论是苹果电池的电压大小随电极插入苹果深度的增加而增大;
(4)科学猜想:苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类有关;
(5)如果实验前不知道苹果电池的正负极,可以使用电压表来判断,你认为还可以使用电流表(或发光二极管、小磁针)(填写一种实验器材)来判断.

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11.为了探究重力势能大小与哪些因素有关,课本中设计了“重物撞小桌”的实验.如图所示让重物从高处落下,打击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,下列关于该实验的说法中,不正确的是(  )
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B.在实验器材的选择时,可以不考虑被撞小桌软硬程度和重物的初速度
C.该实验探究的基本方法是控制变量法,如分别控制重物落下的高度、质量等
D.实验过程中,让同一重物从不同高度落下,目的是为了探究重力势能与高度的关系

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A.书本   桌面B.桌面   书本C.地球   书本D.书本   地球

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