【题目】实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源一个,电阻箱一个,滑动变阻器一个,已调零的电流表、电压表各一块,一个开关,导线若干。请用上述实验器材,设计一个实验证明:“当通过电阻的电流保持不变时,电阻消耗的电功率与电阻的关系为 P=kR(k 为常量)”。
(1)本实验中,控制变量是_______。
(2)画出实验电路图。(要求:在实验过程中不能拆卸电路)
(______)
(3)实验步骤:
①断开开关 S,按照电路图连接实验电路;把滑动变阻器滑片移到阻值_______,闭合开关 S,调节电阻箱阻值为 R1,移动滑动变阻器滑片至某位置,读出并记录电流表 I 和电压表的示数 U1,把数据记录在表格中;
②断开开关,调节电阻箱阻值为 R2,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使_______,读出电压表的示数 U2,并把数据 R2 和 U2 记录在表格中;
③仿照步骤②,再做 4 次实验,把电阻箱阻值 R 和电压表示数 U 的每次数据记录在表格中;
④根据公式 P=UI 和数据,计算出 6 次电阻箱电功率 P,并把数据记录在表格中。
【答案】电流 最大处 电流表的示数仍为I
【解析】
(1)由于电阻箱阻值可以调节且阻值可以直接读出,所以电阻箱可作为被测电阻使用;电阻箱阻值改变时可调节滑动变阻器阻值,使电路电流保持不变,因此电阻箱与滑动变阻器要串联接入电路;电流表串联接入电路,测流过电阻箱的电流;电压表与电阻箱并联,测电阻箱两端电压,据此画出实验电路图;
(2)根据实验目的及实验常识合理安排实验步骤。
(1)[1]由题可知,要求设计实验证明“当通过电阻的电流保持不变时,电阻消耗的电功率与电阻的关系为P=kR(k 为常量)”,即在实验中需要保持电流相等,电阻不同,因此实验控制的变量是通过电阻的电流;
(2)[2]用电压表测变阻箱两端电压,用电流表测通过变阻箱的电流,用滑动变阻器调节电路中电流不变,实验电路图如图所示:
(3)[3]接通电路前应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;
[4]在实验中需要保持电流相等,电阻不同;在实验过程中,改变电阻箱的阻值后,电路中的电流会改变,为使电路电流保持不变,应再调节滑动变阻器的阻值,使电流表的示数仍为I;
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【题目】如图甲是一电热饮水机,通过机内温控开关S进行自动控制,实现加热和保温两种功能,电路原理图如图乙所示。电源电压恒为额定电压220V,当开关S接a时电路中的电流为5A;当开关S接b时,电路消耗的电功率为66W。求:
(1)R1的阻值;
(2)开关S接b时,电路中电流;
(3)该饮水机在保温状态工作100s ,R2产生的热量。
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【题目】如图所示的电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P向左移动的过程,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数变小,灯泡变暗
B.电流表A2示数变小,电压表V的示数变小
C.电压表V与电流表A2的比值变小
D.电流表A2和电流表A1示数之差变小
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【题目】在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线c相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越_____;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为__A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示:
导线代号 | a | b | c | d |
电流表的示数 | - | 1.3A | 2.2A | 2.7A |
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与_____的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是_____(填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越_____,横截面积越_____,电阻越大。
(4)本实验主要用的探究方法是___________(写出一种即可)。
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【题目】如图所示,电源电压恒定,当闭合开关S后,变阻器R2的滑片P向右移动的过程中,下列说法中正确的是()
A.电流表A的示数变小、电压表V的示数变大
B.电流表A的示数变小、电压表V的示数不变
C.电流表A的示数变大、电压表V的示数变小
D.电流表A的示数变大、电压表V的示数变大
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【题目】小明在探究电路的电流规律实验时用了下列选项中的某个电路,已知R1=R2<R3,电流表1、2、3的示数分别是0.22A、0.3A、0.52A。则由此推断所用电路应是:
A. B. C. D.
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【题目】如图所示,小明在探究物体动能大小与质量的关系时,设计了如下方案:让质量分别为m1和m2(m1<m2)的两个小球沿同一斜面从同一点A处由静止滚下,然后与放在水平木板上的纸盒相碰,记录纸盒移动的距离。
(1)小明是根据_________判断小球动能大小的;若实验中所使用的斜面不够光滑_________(会/不会)给实验带来影响?
(2)小明顺利完成步骤①,记录下纸盒移动的距离x1,在进行步骤②时,纸盒被撞后滑出木板,导致无法记录移动的距离x2,此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②,乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②,你认为哪位同学的建议是合理的?_______(甲同学/乙同学/都合理/都不合理)。
(3)上述实验操作可以得出的结论是:__________________。
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【题目】在学校实验室开放时,同学们对于摇发电机非常感兴趣,他们想:发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢?于是他们开展了探究,如图是他们所用的发电机和实验记录表:
实验顺序 | 线圈转速 | 线圈转向 | 小灯泡亮度 |
1 | |||
2 | |||
3 |
(1)根据表格可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与_____和_____有关。
(2)手摇发电机是利用_____原理来发电的,在发电时将_____能转化为电能。
(3)他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。下列方法属于“转换法”的是_____(填序号)
①根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱;
②为了研究电流的特点,把电流看成水流。
③为了研究电流和电阻的关系,使电压保持不变。
(4)手摇式发电机线圈内产生的感应电流是_____(选填“交流电”或“直流电”)。
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【题目】在测定小灯泡电功率的实验中,按如图(a)所示电路图连接电路(注:电表本身无故障)。
(1)若连接完电路后,在闭合开关之前,电压表示数出现如图(b)所示的情况,其原因是___________;
(2)若连接完电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的亮暗程度不变化。其原因可能是滑动变阻器连入电路时,导线分别接在如图(c)所示的___________接线柱或___________接线柱;
(3)如下表是为测定小灯泡电功率而设计的实验数据表,某组同学按照表格要求认真作了填写。
问:表格设计不妥之处是______________________;
次数 | U/N | I/A | P/W |
1 | 2. 00 | 0. 16 | 032 |
2 | 2. 50 | 0. 25 | 0. 63 |
3 | 3. 00 | 0. 27 | 0. 81 |
小灯泡电功率的平均值P平均=0. 59W |
(4)现有额定电压为UL的小灯泡,已知阻值为R的定值电阻,小张设计了如图所示的电路测小灯泡电功率也粗略测出了灯泡的额定功率;
①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器使电压表的示数为___________;
②闭合开关S和S2,断开S1,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表的示数为U,则小灯泡额定功率的表达式PL=___________(用UL、U、R表示)。
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