实验次数 | 电压/V | 电流/A | 电阻/Ω | 电阻平均值/Ω |
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3 |
分析 本实验原理是R=$\frac{U}{I}$;(1)①掌握电压表的连接,应与灯泡并联;②小灯泡不亮,可能是断路或短路或实际功率太小,根据电压表和电流表的示数情况进行分析;③电流表有示数说明电路是通路,灯泡不亮、电压表无示数说明电压表并联部分短路;④电流表和电压表均有示数,说明电路完好,则是由于小灯泡功率太小造成的;根据图象确定额定电流,根据理R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值;
(2)分别测出电阻Rx两端的电压及总电压,根据欧姆定律求出未知电阻阻值.
解答 解:本实验原理是R=$\frac{U}{I}$;
(1)①电压表应与灯泡并联,滑动变阻器应与灯泡串联,如图所示:
②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的示数为0A,电压表有示数,产生这种现象的原因可能是灯泡断路;
③闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明电压表并联部分短路,所以产生这种现象的原因是灯泡短路;
④小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,这说明电路中未发生断路,小灯泡也未短路,则可能是滑动变阻器的阻值太大,造成灯泡的实际功率太小,所以应该减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左移动;由于灯丝的电阻随温度的升高而变大,故不能求灯丝电阻的平均值;
由图乙知:当电压U=2.5V时,电流I=0.4A,小灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω;
小亮设计的表格有一处错误是:电阻平均值/Ω;
用小亮改好的电路还可以做的一个实验是:测量小灯泡的电功率;这个实验的原理是:P=UI;
(2)②闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U2.
闭合开关S和S1,断开S2,电压表测量Rx和R0的总电压,所以U总=U1;
闭合开关S和S2,断开S1,则电压表测量Rx两端的电压,所以Ux=U2;
由于Rx和R0串联,故通过Rx和R0的电流相等,即:$\frac{{U}_{2}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$,解得:Rx=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$;
④若将S2换成电压表,当闭合开关S和S1时,两块电压表分别测量R0和Rx的总电压及R0两端的电压,又两个电压表的指针偏转角度相同,所以U总=5U0,Ux=4U0,
即U0:Ux=1:4,根据串分压的知识,则R0:Rx=1:4,故Rx=4R0=4×80Ω=320Ω.
故答案为:R=$\frac{U}{I}$;(1)①如上图;②灯泡断路;③灯泡短路;④由于灯丝的电阻随温度的升高而变大,故不能求灯丝电阻的平均值;6.25;电阻平均值/Ω;测量小灯泡的电功率;P=UI
(2)②闭合开关S和S2,断开S1;③$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$;④320.
点评 此题是“探究小灯泡电阻”的实验,考查了电路的连接,电路故障的分析,同时考查了串联分压的知识及欧姆定律的应用,难度较大.
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序号 | 电压表示数U/V | 电流表示数I/A |
① | 1.5 | 0.3 |
② | 3.0 | 0.5 |
③ |
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