实验探究题 · 第3节 跨学科实践:为家庭节约用电提建议

实验探究题困难
如图所示,小雷做 “测量小灯泡电功率” 实验中,所用电源电压恒为 6V,小灯泡的螺旋套上标有 “2.5V” 字样,滑动变阻器的规格是 “50Ω 1A”。
题目配图
(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:闭合开关后,滑片向右移动,灯泡变暗);
答案:实物连线:滑动变阻器接左下接线柱
子题答案图
(2) 连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障可能是_______ A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
答案:B
(3) 电路故障排除后,闭合开关,逐步移动滑片,电压表示数如图乙所示,为使灯泡正常发光,应向_______(选填 “左” 或 “右”)端移动滑片 P;
答案:右
(4) 下表记录实验中小灯泡的 I、U 数据,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比_______(选填 “变大”、“变小” 或 “不变”),其原因是:_____________。
子题配图
答案:变大;小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大
(5) 小雷完成实验后,他还想探究 “电流与电阻的关系”,于是在不改变其他连接的情况下,将图中的小灯泡换成四个阻值分别为 5Ω、10Ω、20Ω 和 30Ω 的定值电阻,小雷先将 5Ω 的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片在某位置时,电流表的示数如图丙所示;再用 10Ω 的电阻替换 5Ω 的电阻,闭合开关后,发现电流表示数______0.2A(选填 “>”、“<” 或 “=”),为了继续完成实验,他应将滑动变阻器的滑片向______端移动(选填 “左” 或 “右”)。
答案:>;右
(6) 当他把 30Ω 的电阻接入电路时,小雷发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻接入电路都能顺利完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围为__________。
答案:2.25V~3V
答案:(1) 实物连线:滑动变阻器接左下接线柱;(2) B;(3) 右;(4) 变大;小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大;(5) >;右;(6) 2.25V~3V
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(1) 滑片向右移动灯泡变暗,电路电流变小,滑动变阻器接入电阻变大,选择左下接线柱与灯泡串联。 (2) 灯泡不亮,电流表无示数,电路断路;电压表有示数,电压表两端接通电源,故障为灯泡断路,故选 B。 (3) 电压表示数 2.8V,大于灯泡额定电压 2.5V,要降低灯泡两端电压,需要增大滑动变阻器接入电阻,滑片向右移动。 (4) 电压表与电流表示数之比等于灯泡灯丝电阻;电压增大,灯泡实际功率变大,灯丝温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大,所以比值变大。 (5) 5Ω 电阻时电流 I=U/R,换成 10Ω,若电压不变电流应为原来一半;串联分压,更换大电阻后定值电阻两端电压变大,电流大于 0.2A;要保持定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器分压,滑片向右移动。 (6) 滑动变阻器最大阻值 50Ω,定值电阻最大 30Ω,根据串联分压,可算出控制电压最小值 2.25V;结合前面 5Ω 电阻实验,最大控制电压为 3V,故电压范围 2.25V~3V。

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