29.小伟学习小组利用如图甲所示的实验器材进行“测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡额定电压为2.5 V,电源电压为3 V且保持不变。

(1)请先在左侧虚线框内画出该实验的电路图,再用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路连接完整,要求电压表测量小灯泡两端的电压。
(2)下表是小伟设计的实验数据表格,表中划线位置应补充的内容是

(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这一现象的原因可能是小灯泡
(4)排除故障后继续实验,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡此时电阻是
(5)为了研究灯泡的电阻变化特点,接下来要进行的操作是
(6)各小组之间交流数据时,另一组的小军提出:实验时没必要先测出额定电压下的电流,如果按照灯泡两端电压由低到高进行测量更加合理。你认为他建议的合理之处在于:
(1)请先在左侧虚线框内画出该实验的电路图,再用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路连接完整,要求电压表测量小灯泡两端的电压。
(2)下表是小伟设计的实验数据表格,表中划线位置应补充的内容是
灯泡的电阻R/Ω
。(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这一现象的原因可能是小灯泡
短路
(填“短路”或“断路”)。(4)排除故障后继续实验,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡此时电阻是
5
Ω。(5)为了研究灯泡的电阻变化特点,接下来要进行的操作是
调节滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,并记录相应的电流值
。(6)各小组之间交流数据时,另一组的小军提出:实验时没必要先测出额定电压下的电流,如果按照灯泡两端电压由低到高进行测量更加合理。你认为他建议的合理之处在于:
操作更加简便
。答案
29. (1)
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡电阻”的实验展开,需依次解决电路图绘制、实物连接、实验表格补充、电路故障判断、电阻计算、实验操作及方案评价等问题。解题思路:1. 以实验原理R=U/I为依据,设计电路图并连接实物,明确电表量程选择;2. 实验表格需包含电压、电流、电阻等物理量,据此补充缺失项;3. 故障分析结合电表示数特点:电流表有示数说明电路通路,电压表无示数且灯不亮对应被测部分短路;4. 利用欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电阻;5. 研究电阻变化需通过滑动变阻器多次改变灯泡两端电压,获取多组数据;6. 实验方案评价从操作简便性角度分析。
【解析】
(1) 电路图:电源、开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器串联,电压表并联在小灯泡两端,电压表选0~3V量程(电源电压3V),电流表选0~0.6A量程(小灯泡额定电流约0.5A);实物连接:将电流表的0.6A接线柱与滑动变阻器的一个上接线柱连接,完成串联电路,电压表已并联在小灯泡两端,符合要求。
(2) 测量小灯泡电阻的原理是R=U/I,实验需记录小灯泡两端电压、通过的电流,进而计算电阻,故表格划线处应补充“灯泡的电阻R/Ω”。
(3) 闭合开关后,电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数、小灯泡不亮,说明小灯泡短路(若小灯泡断路,电流表无示数,电压表会接近电源电压),故故障为小灯泡短路。
(4) 小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V,电流表示数为0.5A(电流表量程0~0.6A,分度值0.02A,读数0.5A),根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。
(5) 研究灯泡电阻变化特点,需多次测量不同电压下的电阻,故操作是调节滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,并记录相应的电流值,计算对应电阻。
(6) 按灯泡两端电压由低到高测量,无需先确定额定电压的位置,操作更加简便,能更方便获取多组数据,故该建议合理。
【答案】
(1)
、
(2) 灯泡的电阻R/Ω (3) 短路 (4) 5 (5) 调节滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,并记录相应的电流值 (6) 操作更加简便
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、欧姆定律
【点评】
本题是电学实验综合题,涵盖实验设计、故障判断、计算及方案评价,考查学生对伏安法测电阻实验的核心掌握情况,需熟悉实验原理、操作要点,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量小灯泡电阻”的实验展开,需依次解决电路图绘制、实物连接、实验表格补充、电路故障判断、电阻计算、实验操作及方案评价等问题。解题思路:1. 以实验原理R=U/I为依据,设计电路图并连接实物,明确电表量程选择;2. 实验表格需包含电压、电流、电阻等物理量,据此补充缺失项;3. 故障分析结合电表示数特点:电流表有示数说明电路通路,电压表无示数且灯不亮对应被测部分短路;4. 利用欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电阻;5. 研究电阻变化需通过滑动变阻器多次改变灯泡两端电压,获取多组数据;6. 实验方案评价从操作简便性角度分析。
【解析】
(1) 电路图:电源、开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器串联,电压表并联在小灯泡两端,电压表选0~3V量程(电源电压3V),电流表选0~0.6A量程(小灯泡额定电流约0.5A);实物连接:将电流表的0.6A接线柱与滑动变阻器的一个上接线柱连接,完成串联电路,电压表已并联在小灯泡两端,符合要求。
(2) 测量小灯泡电阻的原理是R=U/I,实验需记录小灯泡两端电压、通过的电流,进而计算电阻,故表格划线处应补充“灯泡的电阻R/Ω”。
(3) 闭合开关后,电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数、小灯泡不亮,说明小灯泡短路(若小灯泡断路,电流表无示数,电压表会接近电源电压),故故障为小灯泡短路。
(4) 小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V,电流表示数为0.5A(电流表量程0~0.6A,分度值0.02A,读数0.5A),根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。
(5) 研究灯泡电阻变化特点,需多次测量不同电压下的电阻,故操作是调节滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,并记录相应的电流值,计算对应电阻。
(6) 按灯泡两端电压由低到高测量,无需先确定额定电压的位置,操作更加简便,能更方便获取多组数据,故该建议合理。
【答案】
(1)
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、欧姆定律
【点评】
本题是电学实验综合题,涵盖实验设计、故障判断、计算及方案评价,考查学生对伏安法测电阻实验的核心掌握情况,需熟悉实验原理、操作要点,难度适中。
【难度系数】
0.5
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