某同学按如图1所示的电路图进行实验:R1为定值电阻,闭合开关S,通过改变滑动变阻器R2滑片的位置,使电压表V1...
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某同学按如图1所示的电路图进行实验:R1为定值电阻,闭合开关S,通过改变滑动变阻器R2滑片的位置,使电压表V1的示数分别为2V,4V,6V,电压表V2和V及电流表A的示数如表所示:
项目 | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
电压表V1的示数U/V | 2 | 4 | 6 |
电压表V2的示数U/V | 6 | 4 | 2 |
电压表V的示数U/V | 8 | 8 | 8 |
电流表A的示数I/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
(1)对表格中三只电压表的数据分析,可归纳得出U与U1、U2的关系式是 。
(2)对表格中电压表V1和电流表A的数据分析,可归纳得出的结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”)。
(3)从表中数据可知,电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。
(4)若将上面实验中的定值电阻R1换成额定电压为2.5V的小灯泡,在多次测量小灯泡电阻的过程中,发现当电压表V1示数增大时,电压表V1示数与电流表A示数比值将逐渐增大,造成这一现象的原因是: ;调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表A的示数如图2所示,为 A,小灯泡的额定功率是 W。
【回答】
(1)U=U1+U2;(2)正比;(3)8;10;(4)灯丝电阻受温度影响,温度越高电阻越大;0.32;0.8。
【分析】(1)由电路图知,电阻R1与R2串联,电压表V测串联电阻的总电压,电压表V1测电阻R1的电压,电压表V2测电阻R2的电压,根据表中数据,
分析串联电路总电压与各电阻电压间有什么关系,从而得出结论。
(2)电阻R1是定值电阻,阻值不变,电压表V1测电阻R1电压,电流表测电路电流,根据表中数据,分析电阻R1的电压与电流有什么关系。
(3)由电路图知电压表V测电源电压,由表中数据可以知道电源电压的数值;根据电压表V1的示数与电流表示数,由欧姆定律可以求出电阻R1的阻值。
(4)电压表V1示数与电流表A示数比值将逐渐增大,说明灯丝电阻随电压的增大而增大,可从温度对电阻的影响分析原因;由图示电流表确定电流表量程与最小分度值,
读出电流表示数,然后由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)电阻R1与R2串联,电压表V测串联电阻的总电压,电压表V1测电阻R1的电压,电压表V2测电阻R2的电压,由表中数据可知,电阻R1与R2两端的电压之和等于电压表V的示数,这表明:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2;
(2)由电路图知,电压表V1测电阻R1的电压,电流表测电路电流;电阻R1是定值电阻,阻值不变,由表中实验数据,电压表V1示数与电流表示数成正比,
这表明:导体电阻一定时,通过它的电流跟它两端电压成正比。
(3)电压表V测电源电压,由表中实验数据知电压表V的示数是8V,则电源电压是8V;电阻R1的阻值R1===10Ω。
(4)随灯泡电压U的增大,流过灯泡的电流I增大,灯泡实际功率P=UI增大,灯泡温度升高,灯泡电阻变大,
这说明,灯泡灯丝的温度升高,电阻增大;由图示电流表可知,电流表量程是0.6A,分度值是0.02A,
电流表示数是0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
【点评】本题主要考查了学生的实验数据分析能力,分析清楚电路结构,明确各电路元件的连接方式,结合串联电路的特点、欧姆定律分析表中实验数据是正确解题的关键。
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题