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在本学期学习电学知识过程中,小明利用如图a所示的电路图,做了多个实验,电阻R0可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻.(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验时,小明先把10

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在本学期学习电学知识过程中,小明利用如图a所示的电路图,做了多个实验,电阻R0可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻.
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(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验时,小明先把10Ω的电阻连入电路,闭合开关,把电流表的读数填在表1中,然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻,将相应的电流值记录到表1中.分析表1中数据可知,小明实验过程中存在的错误之处在于:___.
表1                                        表2
实验序号 电阻R0 电流I/A 实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A
1 10 0.3 1 2.5 0.13
2 20 0.2 2 4.0 0.20
3 30 0.5 3 5.5 0.27
(2)在做“伏安法”测电阻的实验时,小明根据电路图a连接的电路如图b所示,并测得实验数据如表2所示.图中尚有两根导线未连接,请用笔画线代替导线完成电路连接(要求滑动变阻器连入电路中的阻值最大),由表2数据可以判断,小明同学选用的定值电阻的阻值为___Ω.
(3)在做“测量小灯泡额定功率”的实验时,小明用额定电压为“2.5V”的小灯泡代替电路图a中的电阻R0,连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,经检查发现是电流表损坏了,老师建议小明利用现有器材中的电源、滑动变阻器R、开关、额定电压为“2.5V'’的小灯泡L、阻值为10Ω的定值电阻R0、电压表V1、导线若干,加上老师另外再提供的一个电压表V2(注意:两个电压表,没有电流表),去重新设计电路完成实验.小明经过认真思考后设计了正确的实验电路(如图c所示),闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为___V,此时电压表V2的示数如图d所示,则可以测得小灯泡的额定功率为___W.
作业帮
(4)小明在课后对第 (3)题中“测量小灯泡额定功率”的方法进行了总结和反思,还进一步设计出了“两个电流表,没有电压表”解决这个问题的方法,所用到的器材有:电源、滑动变阻器R、开关、额定电压为“2.5V”的小灯泡L,阻值为10Ω的定值电阻R0、电流表A1、电流表A2、导线若干,请你在图e方框中画出相应的电路图并简述相关实验步骤:___.
▼优质解答
答案和解析
(1)探究电流与电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变,因此把10Ω的电阻分别换成20Ω和30Ω的电阻时,需保持定值电阻两端电压不变;而小明没有保持定值电阻两端电压不变;
(2)由图2可知,为了使滑动变阻器接入电路的阻值最大,应将其A接线柱与定值电阻相连,如图所示;
作业帮
根据表中数据,在误差允许的范围内,其电阻大小R=
U
I
=
4V
0.20A
=20Ω;
(3)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使灯泡两端电压为2.5V;
电压表V2的量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.4V,
电路中的电流I=
U2
R0
=
2.4V
10Ω
=0.24A,
小灯泡的额定功率P=U1I=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)没有电压表,使小灯泡和定值电阻并联,设计电路图如下:
作业帮
小灯泡和定值电阻并联,灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V,则定值电阻中的电流I2=
U
R0
=
2.5V
10Ω
=0.25A,
实验步骤:①按照上图连接电路,调节滑动变阻器使电流表A2的示数为0.25A;
②读出此时电流表A1的示数I1
③根据P=UI1求出灯泡的额定功率.
故答案为:(1)没有保持定值电阻两端电压不变;(2)如上图;20;(3)2.5;0.6;(4)如上图;①按照上图连接电路,调节滑动变阻器使电流表A2的示数为0.25A;
②读出此时电流表A1的示数I1
③根据P=UI1求出灯泡的额定功率.