物理
电学实验考核时,提供如下器材:电压为6V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器、未知电阻Rx,导线、阻值已知的定值电阻若干.要求小明只利用这些器材完成相关实验.(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求连好后闭合开关即可进行“测量小灯泡电功率”实验.(2)连接电路后闭合开关,小明发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障可能是小灯泡(选填“断路”或“短路”).(3)排除故障后,移动滑片P使灯泡L正常发光,此时电流表的示数如图乙所

2019-06-24

电学实验考核时,提供如下器材:电压为6V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器、未知电阻Rx,导线、阻值已知的定值电阻若干.要求小明只利用这些器材完成相关实验.
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求连好后闭合开关即可进行“测量小灯泡电功率”实验.
(2)连接电路后闭合开关,小明发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障可能是小灯泡___(选填“断路”或“短路”).
(3)排除故障后,移动滑片P使灯泡L正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率是___W.
作业帮
(4)完成该实验后,要求继续探究“电流与电阻的关系”.小明将甲图中的小灯泡换成某定值电阻,并调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V不变,记录电流表的示数.当换接另一个定值电阻时,发现电压表的示数如图丙所示,接着他应将滑动变阻器向___(选填“左”或“右”)滑动,直至电压表示数达到2V为止.为能完成实验,他更换定值电阻的阻值不能大于___Ω.
(5)小明利用图甲实验电路测量未知电阻Rx的阻值,当他将Rx替换小灯泡接入电路时,突然发现电流表失灵.聪明的小明撤去电流表后,在不添加器材、不拆接电路的情况下,通过一步简单的操作测定了Rx的阻值.请你写出他的操作方法和计算Rx的表达式.
①操作方法:___.
②Rx=___(用所测得的物理量的符号表示).
优质解答

(1)本实验中,变阻器应一上一下串联接入电路中,电压表测灯泡两端电压,灯泡额定电压2.5V,所以电压表应使用0-3V量程.如图所示:
作业帮
(2)接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障可能是小灯泡短路;
(3)电压表测灯泡电压,灯泡正常工作时,电压表示数为灯泡的额定电压2.5V.
电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.24A,
所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)探究“电流与电阻的关系”时应保持电阻两端电压不变,由图可知电压表示数为2.5V>2V,应减小定值电阻两端电压,根据串联电路的分压原理,应将滑片左移,增大变阻器连入的阻值,以增大其分得电压,从而减小定值电阻两端电压;
电源电压为6V,所以U=U-UR=6V-2V=4V,
当变阻器连入阻值最大时,定值电阻的阻值也最大,由串联电路的分压原理有:
UR
U
=
R
R
,即:
2V
4V
=
R
50Ω
,解得:R=25Ω;
(5)如图所示:
作业帮
无电流表,定值电阻Rx与变阻器串联,电压表与定值电阻Rx并联,滑片在a端阻值为0时,电压表测电源电压U,滑片滑到b端最大阻值处时,电压表测定值电阻Rx两端电压Ux
根据串联电路的分压原理有:
Ux
U
=
Rx
R
,即:
Ux
6V-Ux
=
Rx
50Ω

Rx=
Ux
6V-Ux
×50Ω.
故答案为:(1)见上图;(2)短路;(3)0.6;(4)左;25;
(5)定值电阻Rx与变阻器串联,电压表与定值电阻Rx并联,滑片滑到b端最大阻值处时,读出电压表示数为Ux
Ux
6V-Ux
×50Ω.

(1)本实验中,变阻器应一上一下串联接入电路中,电压表测灯泡两端电压,灯泡额定电压2.5V,所以电压表应使用0-3V量程.如图所示:
作业帮
(2)接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障可能是小灯泡短路;
(3)电压表测灯泡电压,灯泡正常工作时,电压表示数为灯泡的额定电压2.5V.
电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.24A,
所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)探究“电流与电阻的关系”时应保持电阻两端电压不变,由图可知电压表示数为2.5V>2V,应减小定值电阻两端电压,根据串联电路的分压原理,应将滑片左移,增大变阻器连入的阻值,以增大其分得电压,从而减小定值电阻两端电压;
电源电压为6V,所以U=U-UR=6V-2V=4V,
当变阻器连入阻值最大时,定值电阻的阻值也最大,由串联电路的分压原理有:
UR
U
=
R
R
,即:
2V
4V
=
R
50Ω
,解得:R=25Ω;
(5)如图所示:
作业帮
无电流表,定值电阻Rx与变阻器串联,电压表与定值电阻Rx并联,滑片在a端阻值为0时,电压表测电源电压U,滑片滑到b端最大阻值处时,电压表测定值电阻Rx两端电压Ux
根据串联电路的分压原理有:
Ux
U
=
Rx
R
,即:
Ux
6V-Ux
=
Rx
50Ω

Rx=
Ux
6V-Ux
×50Ω.
故答案为:(1)见上图;(2)短路;(3)0.6;(4)左;25;
(5)定值电阻Rx与变阻器串联,电压表与定值电阻Rx并联,滑片滑到b端最大阻值处时,读出电压表示数为Ux
Ux
6V-Ux
×50Ω.
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