物理
物理兴趣小组的同学在实验室自主实验,看到实验桌上有恒为6V的电源,电压表、电流表,最大阻值分别为10Ω和50Ω的两个滑动变阻器R 1 和R 2 ,小电动机,小发电机,皮带导线等其他器材.(1)甲组的同学想测量标有“2.5V”字样小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率.他们在讨论制定好实验方案以后就开始了实验,在实验中,①应该选用的滑动变阻器是.②如图甲所示是甲组的小华同学连接的实物图,当小华连接完最后一根导线时,发现灯已经亮了,产生这个现象的原因可能是.③闭合开关前,滑片P应该置于变阻器的端.小华闭合开关S时,

2019-06-21

物理兴趣小组的同学在实验室自主实验,看到实验桌上有恒为6V的电源,电压表、电流表,最大阻值分别为10Ω和50Ω的两个滑动变阻器R 1 和R 2 ,小电动机,小发电机,皮带导线等其他器材.
(1)甲组的同学想测量标有“2.5V”字样小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率.他们在讨论制定好实验方案以后就开始了实验,在实验中,
①应该选用的滑动变阻器是______.
②如图甲所示是甲组的小华同学连接的实物图,当小华连接完最后一根导线时,发现灯已经亮了,产生这个现象的原因可能是______.
③闭合开关前,滑片P应该置于变阻器的______端.小华闭合开关S时,发现灯泡不亮,马上要求更换灯泡.可老师却建议他再研究一下电路,此时他应该______.
④若闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则造成这种故障的原因可能是______
A.灯泡短路      B.灯泡断路
C.滑动变阻器断路   D.滑动变阻器短路

⑤图乙是根据实验数据绘成的U-I图象,根据图象提供的信息可计算出小灯泡的额定功率为______W,当滑动变阻器的阻值增大时,小灯泡的电阻将______(填“变大”、“变小”、“不变”)
(2)乙组的同学看着实验桌上的小电动机和发电机等,结合所学的“电与磁”的知识,突发奇想地制作了如下图所示的“小实验”.在实验中,发现小灯泡的亮度总比直接用该电源给小灯泡供电______(亮/暗),你觉得主要原因是______.乙组同学的设计中应用的“电与磁”的知识有:①______;②______.
优质解答
(1)①电源电压是6V,灯泡额定电压是2.5V,则灯泡正常发光时,滑动变阻器电压为3.5V,灯泡与滑动变阻器串联,串联电阻电压与其阻值成正比,滑动变阻器电压大于灯泡电压,则灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值大于灯泡电阻,灯泡电阻约为10Ω,滑动变阻器最大阻值应大于10Ω,则滑动变阻器选R2.②连接完最后一根导线时,发现灯已经亮了,是由于连接电路时没有断开开关造成的.③由电路图可知,闭合开关前,滑片应置于左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;闭合开关灯泡不亮,应观察电压表与电流表示数,根据电表示数判断是否存在电路故障.④闭合开关,灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路;电流表有示数,说明电路不存在断路;电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡短路,故选A.⑤由图象可知,灯泡额定电压对应的电流为0.2A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;当滑动变阻器的阻值增大时,灯泡两端电压变小,灯泡实际功率变小,灯泡温度降低,小灯泡的电阻将变小.(2)图示实验中,电流流过电动机时,有一部分电能转化为内能,电能有损耗,所以小灯泡的亮度总比直接用该电源给小灯泡供电暗;由图示实验可知,乙组同学的设计中应用的“电与磁”的知识有:①通电线圈在磁场中受力转动;②电磁感应现象.故答案为:(1)①R2;②连接电路时没有断开开关;③左;观察电压表与电流表的示数;④A;⑤0.5;变小.(2)暗;电能有损耗;①通电线圈在磁场中受力转动;②电磁感应现象.
分析:
(1)①求出灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值,根据该阻值选择滑动变阻器;②连接电路时要断开开关;③闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;闭合开关,如果灯泡不亮,应观察电表示数,判断是否出现电路故障;④常见电路故障有:断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因;⑤由图象求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;灯泡温度随实际功率的减小而降低,灯丝温度越低,灯丝电阻越小.(2)分析实验电路图,从能量角度分析答题,根据实验内容分析涉及的物理知识.
点评:
本题考查选择实验器材、实验注意事项、电路故障分析、求灯泡功率、分析实验原理与涉及的物理知识等问题;是实验的常考问题,一定要掌握;要会根据电表示数分析电路故障原因.
(1)①电源电压是6V,灯泡额定电压是2.5V,则灯泡正常发光时,滑动变阻器电压为3.5V,灯泡与滑动变阻器串联,串联电阻电压与其阻值成正比,滑动变阻器电压大于灯泡电压,则灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值大于灯泡电阻,灯泡电阻约为10Ω,滑动变阻器最大阻值应大于10Ω,则滑动变阻器选R2.②连接完最后一根导线时,发现灯已经亮了,是由于连接电路时没有断开开关造成的.③由电路图可知,闭合开关前,滑片应置于左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;闭合开关灯泡不亮,应观察电压表与电流表示数,根据电表示数判断是否存在电路故障.④闭合开关,灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路;电流表有示数,说明电路不存在断路;电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡短路,故选A.⑤由图象可知,灯泡额定电压对应的电流为0.2A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;当滑动变阻器的阻值增大时,灯泡两端电压变小,灯泡实际功率变小,灯泡温度降低,小灯泡的电阻将变小.(2)图示实验中,电流流过电动机时,有一部分电能转化为内能,电能有损耗,所以小灯泡的亮度总比直接用该电源给小灯泡供电暗;由图示实验可知,乙组同学的设计中应用的“电与磁”的知识有:①通电线圈在磁场中受力转动;②电磁感应现象.故答案为:(1)①R2;②连接电路时没有断开开关;③左;观察电压表与电流表的示数;④A;⑤0.5;变小.(2)暗;电能有损耗;①通电线圈在磁场中受力转动;②电磁感应现象.
分析:
(1)①求出灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值,根据该阻值选择滑动变阻器;②连接电路时要断开开关;③闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;闭合开关,如果灯泡不亮,应观察电表示数,判断是否出现电路故障;④常见电路故障有:断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因;⑤由图象求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;灯泡温度随实际功率的减小而降低,灯丝温度越低,灯丝电阻越小.(2)分析实验电路图,从能量角度分析答题,根据实验内容分析涉及的物理知识.
点评:
本题考查选择实验器材、实验注意事项、电路故障分析、求灯泡功率、分析实验原理与涉及的物理知识等问题;是实验的常考问题,一定要掌握;要会根据电表示数分析电路故障原因.
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