精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
20.小明在拆手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“2.5V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻,图甲为他所连接的实验电路.
(1)同组的小李同学在检查线路时,发现有一根导线连接错误.请你在图中用“×”标出这根错接的导线,并画出改接后的导线(不能与其他导线交叉).

(2)电路错误改正后,将滑动变阻器的滑片移至A端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近3V.发生这种现象的原因可能是小灯泡断路.
(3)排除故障后,再闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图1乙所示,此时小灯泡的实际功率为0.6 W;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向B(选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5V.
(4)在此实验的基础上,老师又出示为数百欧的电阻Rx,提问能否用上述方法测量其阻值.同学们分析得出上述方案不行,原因是:电路中的电阻太大,且电源电压太小,从而导致电路中电流太小,难以准确读数.
(5)接着,小明与其他同学经过讨论,通过增加一电阻箱R0(0~9999Ω 5A)、定值电阻R(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了A、B两种不同方案,其电路图如图2:
①A方案所涉及的思想方法是等效替代法(控制变亮法/转换法/等效替代法)(选填).
②在A、B两种不同的方案中,你认为B方案的设计可以让测量结果更准确,理由是B方案可以进行多次测量求平均值,以减小误差.

分析 (1)根据伏安法测电阻的电路图可知,电流表应跟灯泡串联,电压表跟灯泡并联,电压表测的是灯两端的电压,电流表测的是灯中的电流,
从图中可知,灯与电流表并联了,故灯泡右侧到B点的连线接线错误;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近3V,说明电路中几乎无电流,电压表能与电源相通,故是灯处断路了;
(3)①根据电流表的读数方法(电流表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数),读出电流表示数,利用P=UI计算实际功率;
②灯泡两端电压由2V增大到2.5V,灯泡电流要增大,需要减小电路电阻,减小滑动变阻器的电阻;
(4)在电源电压一定时,通过导体的电流随导体电阻的增大而减小;
(5)①阻值特别大的电阻Rx与滑动变阻器如果串联,由于电压与电阻成正比,电源电压基本都加在了电阻Rx两端,
用阻值很大的电阻箱和定值电阻代替滑动变阻器,可以使电压分配更合理,更便于测量;
②比较不同实验方案的合理性,应该看能否达到实验目的,能否尽可能减小.

解答 解:(1)要使小灯泡与电流表串联,必须将滑动变阻器与小灯泡连接的导线断开;同时在小灯泡右侧接线柱和开关右侧接线柱之间连接一条导线,如下图所示:

(2)当闭合开关后,灯不亮,电流表无示数,说明发生了断路;而电压表有示数,说明电压表能与电源相通,故是小灯泡断路;
(3)①电流表选用0~0.6A量程,分度值是0.02A,故I=0.3A,此时实际功率P=UI=2V×0.3A=0.6W;
②电压表测灯泡电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为2.5V,
要使电压表的示数由2V增大到2.5V,即灯泡两端电压增大,需要电流增大,总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑片向B端移动;
(4)电流与电阻成反比,电阻越大,电流越小;即阻值太大,电流太小,难以准确读数;
(5)①用阻值很大的电阻箱和定值电阻代替滑动变阻器,应用的是探究实验的基本方法之一:等效替换法;
②方案A通过改变开关S连接a或b的位置,改变待测电阻Rx和电阻箱R与定值电阻R0的串联关系,
虽能得出待测电阻的阻值,但只能得到一组数据,测量次数太少,误差较大;
方案B可以根据需要改变电阻箱的阻值,从而得到多组实验数据,然后取平均值,误差更小.所以采用B方案.
故答案为:(1)如上图;
(2)小灯泡断路;
(3)0.6;B;电压表示数为2.5V;
(4)电路中的电阻太大,且电源电压太小,从而导致电路中电流太小,难以准确读数;
(5)①等效替代法;②B;B方案可以进行多次测量求平均值,以减小误差.

点评 本题考查了电路故障的分析、电表的读数、电功率的测量及计算、等效替代法的运用等知识,综合性强;最后一步难度较大,但体现了研究物理问题的基本方法--等效替代法,在解决实际问题时,很有借鉴意义.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

11.小聪学习了固体压强后,爱动脑筋的他想探究液体内部是否有压强,液体内部压强究竟有哪些特点,小聪进行了大胆猜想:
猜想1:液体内部可能有压强
猜想2:液体内部的压强大小可能与方向有关
猜想3:液体内部的压强大小可能与液体深度有关
猜想4:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关…
为验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究.请你完成下列问题:
序号液体深度h(mm)压强计
橡皮膜方向液面高度差(mm)
120.0朝上18.5
2朝下18.5
3朝左18.5
4朝右18.5
540.0朝上36.8
660.0朝上54.6
7酒精60.0朝上43.5
(1)实验前,要通过调试,使压强计U型管两边的液面相平,小聪在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U型管两边液面几乎没有变化.如图,说明该压强计漏气(选填“漏气”或“不漏气”).
(2)为了验证猜想1,小聪把探头放入水中,再观察压强计U型管两边液面是否有高度差来判断探头处是否受到水的压强.
(3)在验证其余猜想的过程中,小聪收集到如上表中的数据,根据表中的数据:
①比较序号1、2、3、4的数据,可得出的结论是在同一深度,液体向各个方向的压强相等
②为了验证猜想3,小聪完成的实验操作应该是表中序号为1、5、6的实验.
③比较序号6、7两组数据,可得出液体的压强与液体种类有关.
(4)小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和控制变量.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

12.频闪照片可用来记录经过时间间隔物体所在的位置,如图所示是自由落下的金属球落下的瞬间所拍摄的频闪照片.照片是在暗的环境下所拍摄的,闪光灯每秒闪光40次,因此照片中显示的金属球相邻位置的时间间隔为0.025秒.则金属球由位置C到F的时间间隔相等(选填“大于”、“等于”或“小于”)金属球由位置E到H的时间间隔.金属球由位置D到H的时间间隔为0.1秒.此金属球的在下落过程中的运动情况是加速(选填“加速”、“匀速”或“减速”) 直线运动,理由是:在相等的时间内通过的路程不相等,路程越来越大,所以金属球做加速直线运动.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

9.利用图甲的电路测量定值电阻的阻值.

(1)本实验的原理是:R=$\frac{U}{I}$.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.(滑片向右移时电流变大)
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至A(选填“A”或“B”)端.小青闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2A,电压表的示数如图乙所示,为1.8V,计算出的电阻值为9Ω.
(4)小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗?不合适,理由是没有多次测量取平均值以减小误差.
(5)如图丙所示是其他两组同学根据测得数据作出的,I-U图象,分析图象可知,定值电阻Ra和Rb 的大小关系是Ra<Rb(选填“>”、“=”或“<”).
(6)小珍连接好电路后闭合开关,发现无论如何移动变阻器的滑片P,电压表、电流表均有示数,但都不改变,原因可能是滑动变阻器接在C、D接线柱(或接在A、B接线柱.(写出一种即可),另一组同学在实验中,发现电流表无读数,而电压表有明显的读数,发生这一现象的可能原因是灯泡断路.
(7)滑动变阻器在本实验中的作用是:①保护电路;②改变电路中的电阻,进行多次测量.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

15.在伏安法测电阻的实验中,所用实验器材如下:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关、待测电阻RX、滑动变阻器(最大阻值20Ω)各一个,导线若干.
(1)小丽连接完实验电路后,闭合开关,通过调节滑动变阻器测得几组数据,并由此计算出待测电阻的阻值,有关记录和计算如表所示.
实验次数123
电压/V3.62.51.0
电流/A0.240.340.48
电阻/Ω15.07.42.1
小华认为一个电阻三次测量的结果不可能相差这么大,分析应该是在连接电路时出现了问题,产生错误的原因是电压表与滑动变阻器并联.
(2)找出错误的原因后,小丽准备重新连接电路进行测量,但小华认为不必重测,利用表中记录的错误数据就能算出应该记录的正确数据.表格中错误的数据是电压(填“电压”或“电流”),其中第一次正确的记录应是2.4,此次测量计算出的待测电阻应是10Ω.
(3)实验中三次测量RX的目的是求平均值减小误差.
(4)完成上述测量后,小华还想用伏安法测量一段电阻丝Rx′(约200Ω)的阻值.她把Rx′接入电路中,但发现电路中的电流过小,电流表不能准确读数.为了较准确地测量出待测电阻Rx′,小华又向老师借了一个阻值为R0=100Ω的定值电阻和两个开关,重新设计了一种可行的实验方案,请在虚线框内画出小华完成实验的电路图.(要求:①能够进行多次测量;②实验中电表的位置不动)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

5.回顾实验和探究(将下列实验中的空缺部分填写完整).
(1)探究电流与电压、电阻的关系.
电路图 请将实物电路连接完整.
 
 实验步骤①连好如图电路后,移动滑片P,测量并记下几组电压值和电流值,填入表1;
②在ab间分别接入10Ω、15Ω、20Ω的电阻,移动滑片P,使ab间电压保持为6V不变,记下对应的电流值,填入表2.
 实验
数据
表1  R1=10Ω
U/V369
I/A0.30.60.9
表2  U=6V
R/Ω101520
I/A0.60.40.3
 图象分析能正确表示表1所反映的关系的图线是a.
 
 问题
讨论
将实验中的定值电阻更换为标有“2.5V”的小灯泡,闭合开关后,电压表示数为2V,电流表示数为0.16A,则此时灯泡的实际功率为0.32W,为使灯泡正常发光,应将滑动变阻器滑片向左调. 
(2)探究电磁感应现象.
 实验现象装置如图,闭合开关,让导体ab不动,电流表指针不偏转;让导体ab上下运动,电流表指针不偏转;让导体ab前后运动,电流表指针偏转. 
 应用此现象中,机械能转化为电能. 
 问题讨论 如果将电流表换成电源,闭合开关,导线ab受力运动,据此制成电动机.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

12.某实验小组做“伏安法测量电阻”的实验,所用的器材有:电压为3V的电源,待测电阻Rx,以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、导线和开关.图(甲)是没有连接完整的实物电路.

(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整.
(2)实验中,闭合开关,移动滑片.电流表、电压表都无示数,而电源、电表和各处导线连接均正常,由此可以判断电路发生的故障是滑动变阻器断路.
(3)排除故障后进行实验,当电压表示数为2.4V时电流表的示数如图(乙)所示,这时电流为0.3A,他们利用此组数据计算出该待测电阻Rx的阻值为8Ω,结束了实验.请你针对该实验设计提出改进意见.
答:移动滑片改变U、I的值进行多次测量后取平均值.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

7.小明在探究声音的响度和什么因素有关的实验中,用右手拨动钢尺的另一端,用力较小时,钢尺振动幅度小,发出声音响度弱;用力较大时,钢尺振动幅度大,发出声音响度强.小明对实验现象进行了归纳分析,找到了响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:计算题

7.一个物体的体积是0.5dm3,完全浸没在水中,它受到的浮力是多少?如果这个物体重4N,它在水中将是上浮、下沉还是悬浮?

查看答案和解析>>

同步练习册答案