Question

【題目】實驗老師為“測量小燈泡額定功率”準備了如下器材：電源(電壓恒為6V)、開關(guān)、電壓表和電流表各一只、額定電壓為2.5V的待測小燈泡(電阻約為10Ω)、滑動變阻器(20Ω　1 A)、導線若干。

(1)圖甲是連接好的實物圖，小明正要閉合開關(guān)，突然發(fā)現(xiàn)一處操作不合理：_____。

(2)閉合開關(guān)前電流表的指針如圖乙所示，其原因是__________。

(3)故障排除后調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，并繪制了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為_____W。從圖像中還發(fā)現(xiàn)：當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比_____(選填“變大”“變小”或“不變)。

(4)小陳同學為了驗證電流跟電阻的關(guān)系，他又借到一個滑動變阻器(50 Ω　0.5 A)和五個定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)，其余器材不變。用定值電阻更換甲圖中的燈泡，小陳同學得到如圖丁所示的電流隨定值電阻變化的圖像，則實驗中他所用的滑動變阻器是_____(選填字母：A.20 Ω　1 A　B．50 Ω　0.5 A)，若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為14 Ω，則所用定值電阻的阻值為_____Ω。

(5)下課前老師布置了一道課后作業(yè)。要求：在只有下列實驗器材的前提下測出未知定值電阻Rx的阻值。實驗器材：電阻Rx、電源(電壓恒定但未知)、滑動變阻器(已知最大阻值為R0)、電流表、開關(guān)、導線若干。小張同學設(shè)計了如圖戊所示的電路圖，用以下步驟測Rx的阻值。

①閉合開關(guān)S，移動滑片P至B端，記下電流表示數(shù)I1；②移動滑片P至A端，記下電流表示數(shù)I2(I2未超過電流表的量程)；③請幫他寫出Rx的表達式：Rx＝_____(用字母R0、I1、I2表示)。

Answer 1

【答案】滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大處 實驗前電流表指針沒有調(diào)零 0.625 變大 B 10

【解析】

(1)[1]由圖甲知道，操作不合理的是：閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大處。

(2)[2]閉合開關(guān)前電流表的指針如圖乙所示，說明實驗前電流表指針沒有調(diào)零。

(3)[3]根據(jù)繪制的小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系知道，燈在額定電壓下的電流為0.25A，所以，小燈泡的額定功率

P=UI=2.5V×0.25A=0.625W

[4]由圖象知道，當電壓為0.5V時，電流為0.1A，由歐姆定律，燈的電阻為

同理，燈正常發(fā)光時的電阻為10Ω，由此可知，當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比 （燈的電阻）變大。

(4)[5]圖丁所示的電流隨定值電阻變化的圖象知道，電流與電阻之積為

U=IR=2.5V

由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，變阻器分得的電壓

U滑 =U-UV =6V-2.5V=3.5V

變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的

倍

根據(jù)分壓原理，當接入25Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為

R滑 =1.4×25Ω=35Ω

所以，為了完成整個實驗，應該選取最大阻值至少35Ω的滑動變阻器，即實驗中他所用的滑動變阻器是50Ω 0.5A。

故選B。

[6]若變阻器連入的阻值為14Ω，由歐姆定律知道，電路的電流為

由歐姆定律，則所用定值電阻的阻值

(5)③[7]閉合開關(guān)S，移動滑片P至B端時，兩電阻串聯(lián)，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律知道，電源電壓

U=I1（Rx +R0）

移動滑片P至A端時，為RX 的簡單電路，由歐姆定律知道

U=I2 RX

由于電源電壓不變，所以，

U=I1（Rx +R0）=I2 RX

RX的表達式