小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V相同规格的小灯泡若干,两个滑动...
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小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,开关、导线若干。
(1)请你根据如图*,用笔画线代替导线,将如图乙中的电路连接完整________。(要求:滑动变阻器滑片向左移动时于灯泡变亮,且导线不交叉)
(2)闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎末偏转,电压表有示数,则故障原因可能是____________。
A. 小灯泡短路 B. 滑动变阻器短路 C. 小灯泡断路 D. 滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示。其中第6次实验时电流表表盘如图*,此时电路中的电流为________A;由表一中的数据可知,小张选用的滑动变器应是________。(选填“R1”或“R2”)。
(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是________(选填“合理”或“不合理”)的。
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是________。
【回答】
C0.30R2不合理没有保持电阻两端的电压不变
【解析】
(1)测量小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器应按“一上一下”的原则串联接入电路中,又因为P向左移动时灯泡变亮,说明此时电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,故应将其左下接线柱接入电路中;电压表需要并联在灯泡两端,因为灯泡标有2.5V,所以电压表选用小量程,电路连接如图:
(2)闭合开关,电流表指针几乎没有偏转,灯不亮,说明电路可能断路;
电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以是与电压表并联的灯泡断路了,故选C;
(3)由图*知道电流表量程是0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A;
由于电源由两节干电池串联组成,所以电源电压为3V,第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V,所以,滑动变阻器两端的电压是:
此时变阻器连入电路中的电阻是:
所以小张选用的滑动变阻器应是R2;
(4)因为灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以灯泡电阻不是一个定值,取平均值没有意义,是不合理的;
(5)由表二数据知道,每次实验中通过导体的电流与电阻的乘积是不同的,即电压不同,几,所以没有保持电阻两端的电压不变,则通过导体的电流跟电阻不成反比。
【点睛】
重点是测量小灯泡阻的实验,注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路,要能根据要求选择合适的接线柱,且闭合开关前应调整到阻值最大端,电流表读数时,看清楚所用量程,搞清楚分度值,再进行读数。一定要注意灯丝的电阻会随温度而变化,通常金属电阻随温度的升高而增大,所以求平均值没有意义。
知识点:电流与电压和电阻的关系
题型:实验,探究题
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