11.如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,小灯泡L额定电压为2.5 V。

(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完整,要求导线不能交叉。
(2)实验测量数据如表,他选用的滑动变阻器规格是“

(3)小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向
(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻$R_0$的阻值为5 Ω。实验步骤如下:
①闭合开关$\mathrm{S}_0$,单刀双掷开关$\mathrm{S}$接1,移动滑动变阻器滑片$P$,使电压表示数$U_1=$
②保持滑片$P$的位置不变,将单刀双掷开关$\mathrm{S}$接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻$R_L=$
(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完整,要求导线不能交叉。
(2)实验测量数据如表,他选用的滑动变阻器规格是“
0~50 Ω
”(选填“0~20 Ω”或“0~50 Ω”)。(3)小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向
右
(选填“左”或“右”)滑动。(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻$R_0$的阻值为5 Ω。实验步骤如下:
①闭合开关$\mathrm{S}_0$,单刀双掷开关$\mathrm{S}$接1,移动滑动变阻器滑片$P$,使电压表示数$U_1=$
2.5
V;②保持滑片$P$的位置不变,将单刀双掷开关$\mathrm{S}$接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻$R_L=$
8.3
Ω(结果保留一位小数)。答案
(1)
解析
【分析】
本题围绕测量小灯泡电阻的电学实验展开,需结合伏安法原理、串联电路分压规律、欧姆定律等知识逐步解题:
1. 补全电路:伏安法测电阻时,电压表需并联在小灯泡两端,小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选0~3V量程,将电压表的“3”接线柱与小灯泡右端接线柱连接即可,保证导线不交叉。
2. 选滑动变阻器:电源电压6V,小灯泡额定电压2.5V,滑动变阻器需分担3.5V电压;结合实验最小电流,计算得滑动变阻器最大电阻约35Ω,因此需选最大阻值大于35Ω的规格。
3. 滑片移动方向:要使小灯泡正常发光,需增大其两端电压,根据串联分压,应减小滑动变阻器接入电阻;结合滑动变阻器接线,滑片向右滑动时接入电阻变小,故向右移。
4. 缺电流表测电阻:利用串联电路电流相等,步骤①中S接1时,需让小灯泡电压为额定电压2.5V;步骤②中通过电压表测总电压,算出电路电流,进而计算小灯泡正常发光时的电阻。
【解析】
(1) 补全电路:电压表应并联在小灯泡两端,小灯泡额定电压2.5V,将电压表的“3”接线柱与小灯泡右接线柱连接,导线不交叉。
(2) 滑动变阻器规格:电源电压U=6V,滑动变阻器两端最大电压U滑=6V-2.5V=3.5V;当电路电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,R滑=U滑/I=3.5V/0.1A=35Ω,故选0~50Ω的滑动变阻器。
(3) 滑片移动:要增大小灯泡电压,需减小滑动变阻器接入电阻;由滑动变阻器接线(左下、右上),滑片向右滑动时接入电阻变小,故向右滑动。
(4) 缺电流表测电阻:
① S接1时,电压表测小灯泡电压,要使灯正常发光,电压为额定电压,故U1=2.5V;
② S接2时,电压表测灯与R0的总电压,示数为5.5V,则R0两端电压U0=5.5V-2.5V=3V,电路电流I=U0/R0=3V/5Ω=0.6A,小灯泡正常发光时电阻R_L=2.5V/0.6A≈8.3Ω。
【答案】
(1)
(2)0~50 Ω (3)右 (4)①2.5 ②8.3
【知识点】
伏安法测电阻、滑动变阻器使用、欧姆定律应用
【点评】
本题为电学综合实验题,涵盖电路连接、滑动变阻器调节、特殊方法测电阻等核心考点,需灵活运用串联规律和欧姆定律,考查学生的实验操作与分析能力。
【难度系数】
0.4
本题围绕测量小灯泡电阻的电学实验展开,需结合伏安法原理、串联电路分压规律、欧姆定律等知识逐步解题:
1. 补全电路:伏安法测电阻时,电压表需并联在小灯泡两端,小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选0~3V量程,将电压表的“3”接线柱与小灯泡右端接线柱连接即可,保证导线不交叉。
2. 选滑动变阻器:电源电压6V,小灯泡额定电压2.5V,滑动变阻器需分担3.5V电压;结合实验最小电流,计算得滑动变阻器最大电阻约35Ω,因此需选最大阻值大于35Ω的规格。
3. 滑片移动方向:要使小灯泡正常发光,需增大其两端电压,根据串联分压,应减小滑动变阻器接入电阻;结合滑动变阻器接线,滑片向右滑动时接入电阻变小,故向右移。
4. 缺电流表测电阻:利用串联电路电流相等,步骤①中S接1时,需让小灯泡电压为额定电压2.5V;步骤②中通过电压表测总电压,算出电路电流,进而计算小灯泡正常发光时的电阻。
【解析】
(1) 补全电路:电压表应并联在小灯泡两端,小灯泡额定电压2.5V,将电压表的“3”接线柱与小灯泡右接线柱连接,导线不交叉。
(2) 滑动变阻器规格:电源电压U=6V,滑动变阻器两端最大电压U滑=6V-2.5V=3.5V;当电路电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,R滑=U滑/I=3.5V/0.1A=35Ω,故选0~50Ω的滑动变阻器。
(3) 滑片移动:要增大小灯泡电压,需减小滑动变阻器接入电阻;由滑动变阻器接线(左下、右上),滑片向右滑动时接入电阻变小,故向右滑动。
(4) 缺电流表测电阻:
① S接1时,电压表测小灯泡电压,要使灯正常发光,电压为额定电压,故U1=2.5V;
② S接2时,电压表测灯与R0的总电压,示数为5.5V,则R0两端电压U0=5.5V-2.5V=3V,电路电流I=U0/R0=3V/5Ω=0.6A,小灯泡正常发光时电阻R_L=2.5V/0.6A≈8.3Ω。
【答案】
(1)
【知识点】
伏安法测电阻、滑动变阻器使用、欧姆定律应用
【点评】
本题为电学综合实验题,涵盖电路连接、滑动变阻器调节、特殊方法测电阻等核心考点,需灵活运用串联规律和欧姆定律,考查学生的实验操作与分析能力。
【难度系数】
0.4
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