1. 在“测量小灯泡的电阻”的实验中,电源电压为3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏,阻值为10欧左右,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。

(1)请你在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。
(2)开关闭合时,滑动变阻器的滑片P应移到最(选填“左”或“右”)端。
(3)调节滑片P,使电压表示数为2.5伏,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时通过的电流为安,电阻为欧。
(4)在完成以上实验后,某同学进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线,如图丙所示,通过分析图象发现,灯丝的电阻是变化的,这是因为导体的电阻随的变化而变化。这种现象在现实生活中也有体现,例如,家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝(选填“容易”或“不容易”)烧断。
(1)请你在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。
(2)开关闭合时,滑动变阻器的滑片P应移到最(选填“左”或“右”)端。
(3)调节滑片P,使电压表示数为2.5伏,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时通过的电流为安,电阻为欧。
(4)在完成以上实验后,某同学进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线,如图丙所示,通过分析图象发现,灯丝的电阻是变化的,这是因为导体的电阻随的变化而变化。这种现象在现实生活中也有体现,例如,家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝(选填“容易”或“不容易”)烧断。
答案
(1)将电流表0.6A接线柱与滑动变阻器上方任意接线柱相连,电压表0~3V量程并联在灯泡两端(连线符合要求即可);(2)右;(3)0.24,≈10.4;(4)温度,容易
解析
(1)电路连接要求:①电流表串联在电路中,小灯泡额定电流约为$I=\frac{U_{额}}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A$,因此电流表选择0~0.6A量程;②滑动变阻器按“一上一下”原则串联接入电路,将电流表的0.6A接线柱与滑动变阻器上方任意一个接线柱相连,电压表选择0~3V量程并联在小灯泡两端,即可完成电路连接。
(2)开关闭合前,滑动变阻器需调到接入电路阻值最大的位置,本电路中滑动变阻器左下接线柱接入电路,滑片移到最右端时接入的电阻丝长度最长,阻值最大,因此滑片P应移到最右端。
(3)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,图乙的电流示数为0.24A;根据欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5V}{0.24A}≈10.4Ω$。
(4)小灯泡的I-U图像为曲线,说明灯丝的电阻随温度的升高而增大,即灯丝电阻随温度的变化而变化;家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝温度较低,电阻较小,由$I=\frac{U}{R}$可知瞬间电流很大,因此灯丝容易烧断。
(2)开关闭合前,滑动变阻器需调到接入电路阻值最大的位置,本电路中滑动变阻器左下接线柱接入电路,滑片移到最右端时接入的电阻丝长度最长,阻值最大,因此滑片P应移到最右端。
(3)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,图乙的电流示数为0.24A;根据欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5V}{0.24A}≈10.4Ω$。
(4)小灯泡的I-U图像为曲线,说明灯丝的电阻随温度的升高而增大,即灯丝电阻随温度的变化而变化;家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝温度较低,电阻较小,由$I=\frac{U}{R}$可知瞬间电流很大,因此灯丝容易烧断。
2. 为了减少酒驾导致的事故发生,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为8V,传感器电阻$R_2$的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,$R_2$的电阻为$60\ \Omega$。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器$R_1$的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V。
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器$R_1$的电阻值为多少?
(3)调零后,$R_1$的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,则表明该驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?

(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器$R_1$的电阻值为多少?
(3)调零后,$R_1$的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,则表明该驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
答案
(1)0.1A;(2)$20\ \Omega$;(3)4V
解析
由电路图可知,滑动变阻器$R_1$与传感器电阻$R_2$串联,电流表测电路中的电流,电压表测$R_2$两端的电压。
(1)当电压表示数为6V时,已知此时$R_2=60\ \Omega$,串联电路电流处处相等,根据欧姆定律可得电路电流:$I=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{60\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,即电流表的示数为0.1A。
(2)串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,此时$R_1$两端的电压:$U_1=U-U_2=8\ \mathrm{V}-6\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,根据欧姆定律可得滑动变阻器$R_1$的阻值:$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
(3)调零后$R_1$阻值保持不变,当电流表示数为0.2A时,$R_1$两端的电压:$U_1'=I'R_1=0.2\ \mathrm{A} × 20\ \Omega=4\ \mathrm{V}$,此时电压表的示数即$R_2$两端的电压:$U_2'=U-U_1'=8\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$。
(1)当电压表示数为6V时,已知此时$R_2=60\ \Omega$,串联电路电流处处相等,根据欧姆定律可得电路电流:$I=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{60\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,即电流表的示数为0.1A。
(2)串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,此时$R_1$两端的电压:$U_1=U-U_2=8\ \mathrm{V}-6\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,根据欧姆定律可得滑动变阻器$R_1$的阻值:$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
(3)调零后$R_1$阻值保持不变,当电流表示数为0.2A时,$R_1$两端的电压:$U_1'=I'R_1=0.2\ \mathrm{A} × 20\ \Omega=4\ \mathrm{V}$,此时电压表的示数即$R_2$两端的电压:$U_2'=U-U_1'=8\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$。
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