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【题目】某实验小组的学生一起做“测量灯泡正常发光的电阻”实验,所用电源电压为4V,小灯泡上标有“2.5V”的字样,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。

(1)实验前观察电流表时,电流表指针如图1甲所示,接下来的操作是__________

(2)请你根据图1乙电路图,用笔画线代替导线,将图1丙中的实物图连接完整。

_________________

(3)连接好电路之后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到某一位置,电压表如图2甲所示,现在要测灯泡在额定电压下的电阻,应将滑片向__________(“左”或“右”)滑动,使电压表的示数为__________V;如果灯泡正常工作时的电流如下图2乙所示,则灯泡电阻为__________Ω。(结果保留一位小数)

(4)这个实验是否能够用来探究电流与电压的关系?__________;原因是____________________

(5)为了研究电流与电阻的关系,同学们找到几个定值电阻分别是10Ω15Ω20Ω30Ω,先用的电阻替换掉电路中的灯泡,移动滑片,使电压表示数为2.5V,然后换上了10Ω的电阻,移动滑片,最终电流表示数应该是__________A

(6)当用20Ω的电阻进行实验时,发现电压表的示数始终达不到2.5V,大家集思广益,最终找到了解决办法:将其中一个定值电阻串联入电路中后,既可以用20Ω的电阻完成实验,也可以用30Ω的电阻完成实验,那么选择串入电路的电阻是__________Ω

【答案】对电流表进行调零 2.5 8.3 不能 因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,而电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变 0.25 10

【解析】

(1)由图1甲知,电流表指针没有指在电流表的零刻度线上,使用前应对电流表调零。

(2)根据题意确定滑动变阻器的接法,然后连接实物电路图。

(3)由灯泡的额定电压可知电压表的量程并读出其大小,为使电压增加为2.5V,电阻的分压特点可知滑动变阻器接入电路电阻的变化,进一步确定滑片的移动方向;根据电流表的量程和分度值读出灯泡的额定电流,利用求出此时的电阻。

(4)在研究电流与电压的关系时,要控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,分析电流和电压的关系;而灯丝的电阻随着温度变化。

(5)根据得出电流表的示数。

(6)由于滑动变阻器的阻值太小,电压表的示数始终达不到2.5V,故应串联一个电阻;当接入最大阻值的定值电阻时,要使电压表的示数达到2.5V,根据欧姆定律求出此时电路的电流,进而可知电路的总阻值,当滑动变阻器的电阻全部接入电路时,所需串联电阻的阻值最小,再结合所给的定值电阻进行选择即可。

(1)[1]由图1甲可知,电流表指针没有指在零刻度线上,应对电流表进行机械调零,使电流表指针指在零刻度线上。

(2)[2]滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变大,滑动变阻器应接左下接线柱,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(3)[3][4]由图1丙可知,电压表的量程为03V,分度值为0.1V,由图2甲可知,灯泡两端的电压为2.8V,为测额定功率,灯两端电压应为2.5V,根据串联电路电阻的分压特点可知滑动变阻器分得的电压较小,应增大滑动变阻器两端电压,所以应向右移动滑片,直到电压表示数为2.5V为止。

[5]当灯泡两端的电压为2.5V时,电流表的量程为00.6A,分度值为0.02A,由图2乙可知,通过灯泡的电流为0.3A,则灯泡的电阻

(4)[6]这个实验不能用来研究电流与电压的关系。

[7]灯丝的电阻随温度的升高而增大,而电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变。

(5)[8]探究电流与电阻的关系,需保证电压一定,当电压U=2.5VR2=10Ω时,则电流为

(6)[9]当换上20Ω的电阻后,电路中的最小电流

则定值电阻两端的最小电压

所以无论怎样调节都不能到2.5V,则应该跟电路串联一个电阻,串联上电阻后即可以完成20Ω的电阻,也可以完成30Ω的电阻;当接入30Ω的电阻时,电路中的电流

则电路中的总电阻

则选择串入电路的电阻

因为定值电阻分别是10Ω15Ω20Ω30Ω,故应选择10Ω的定值电阻。

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