(1)
(a)在探究“电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有的作用.
(b)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,定值电阻R1由5Ω换成10Ω,接下来滑动变阻器的滑片应向(选填“左”或“右”)调节;若电源电压为6V,R1的可选最大电阻为20Ω,为保证电阻R1两端电压为2V,那么滑动变阻器R2阻值应不小于Ω.
(2)他做完实验后,把定值电阻换成小灯泡,又完成了“测量额定电压是2.5V小灯泡电功率”的实验,如图乙所示,他要连接电路时,发现电流表的指针偏向左侧无刻度处,原因可能是.解除故障后,正确连接电路,闭合开关,他发现小灯泡过亮,为了完成实验,接下来他的操作是,立即断开开关,把;再闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记下各组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图丙所示图象,根据图象可知小灯泡的额定电流是.额定功率是W;灯泡的电阻是的(填“变化”或“不变”).
本题考察的考点是电流与电压,电阻的关系,这是一道非常经典的电路实验综合题,考察学生对电学综合的掌握能力。
a 在探究“电流与电压关系”的实验中,首先是滑动变阻器在链路电路中所起到的作用?
有两个作用,第一个是起到保护电路的作用,第二个是在探究电流与电压的关系时,应保持电阻不变,改变电压的作用。
b增大定值电阻的阻值并如何保持电阻两端的电压不变?
我们发现电路中有滑动电阻器,我们可以移动滑动电阻器的划片,改变电路中的电流大小,使得达到实验目的,如图所知,将滑动变阻器应像右移动,使得电路中的电压不变。
保证电阻R1两端电压为2V,那么滑动电阻器的阻值应该多大?
那么我们就让R1两端电压为2V,我们也知道R1阻值为20Ω,根据公式I=U/R得,电路中的电流为I===0.1A,滑动变阻器两端电压为U2=6V﹣2V=4V,I=U/R得R=U/I R2===40Ω.
电流表的指针偏向左侧无刻度处的原因?
闭合开关时,正常情况是指针向右偏转,然而发现电流表指针偏向零刻度线的左边,也就是反向偏转,造成这一故障的原因是电流表正负接线柱接反,如果发现指针的偏转角度很小是什么原因?可能是使用的电表的大量程,应该改换电表的小量程,这样读数更加精确。
小灯泡过亮的原因:闭合开关前,将滑片置于阻值最大处,闭合开关后,小灯泡发光过亮,是由于所使用滑动变阻器阻值太小;因此应该更换滑动变阻器阻值大一些的。
根据图像了解图像,知道横坐标代表什么,纵坐标代表什么。还有我们可以知道每个点斜率代表的是什么,随着横坐标的增加,斜率的变化是怎么样的。灯泡的额定电压和额定电流,了解什么是额定电压,额定功率。根据P=UI计算额定功率接下来应该断开开关,把滑动变阻器取下,换用阻值较大的滑动变阻器重新做实验;
根据图象可知U=2.5V时,I=0.25A,则P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;图中从原点到M点再到N点的曲线;可以看出小灯泡两端电压增大,电流也随着增大,反映灯丝的电阻是变化的。
如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,R1和R2中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示.
求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)滑动变阻器R2的阻值变化范围;
(4)在图乙中,作出另一个电阻的“I-U”关系图线.
我们根据图像可知定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,由U-I图象可知,随电阻两端的电压增大,电路电流的增大,结合电路图可知,图示U-I图象是电阻R1的U-I图象;
(2)由U-I图象找出对应的两组U与I值,根据欧姆定律及串联电路的特点列方程,可求出电源电压、定值电阻R1阻值、滑动变阻器R2的最大阻值;根据公式I=U/R可知,我们取坐标轴上的任意一点的横,纵坐标的值,这里我们取U=6v I=0.6A 代入得R=U/I=6v/0.6A=10Ω
根据图像求滑动电阻器的阻值范围,很是常见的问题。而滑动电阻器的取值范围通常的最小电阻我们可以取到0Ω,而最大阻值通常是图像当中电流最小的时候,而图像中电流最小的时候I=0.2A U=2v 此时的滑动变阻器滑片在最右端, R总= U总/I2=6v/0.2A=30Ω ∴R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω.
滑动i变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
4)当滑片P在最右端时,R1和R2串联连入电路,电流为I1=0.2A,U′=U-U1=6V-2V=4V;
当滑片P在最左端时,R2未连入电路,电流为I2=0.6A,电压U为零;
所以图滑动变阻器的图线为一条倾斜的线段,两端点坐标为(4,0.2)和(0,0.6);
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