Question

【題目】興趣小組同學(xué)開(kāi)展電學(xué)研究活動(dòng)．

（1）要測(cè)量小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電池組（電壓為3V）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．

①小虎所接的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，電路中部分連接不合理，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確．請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的接法．

（_______________）

②改正電路后，移動(dòng)滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大．閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為1V，電流表示數(shù)為0.2A，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為________Ω．

③移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，其值為________A，小燈泡的額定功率為________W．

④小華在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，小燈泡突然熄滅．經(jīng)判斷，電路故障是小燈泡或電流表被燒壞．查找故障時(shí)，在不拆開(kāi)電路的情況下，他把一根導(dǎo)線接在電流表兩端，小燈泡仍不發(fā)光，可判斷電路故障是________．

（2）小麗等同學(xué)連接并聯(lián)電路時(shí)用幾節(jié)舊電池做電源，發(fā)現(xiàn)“兩個(gè)小燈泡并聯(lián)的電路中再并聯(lián)一個(gè)小燈泡，原來(lái)的兩個(gè)小燈泡都變暗了”．他們認(rèn)為，再并聯(lián)一個(gè)小燈泡后，原來(lái)燈泡因兩端的實(shí)際電壓變小而變暗，但不知道實(shí)際電壓變小的原因，于是幾位同學(xué)提出了以下三種猜想：

猜想1：并聯(lián)的燈泡越多，導(dǎo)線損失的電壓越大

猜想2：并聯(lián)的燈泡越多，電池兩端輸出的電壓越小

猜想3：并聯(lián)的燈泡越多，干路中的電流越小

①根據(jù)所學(xué)知識(shí)，可以判斷猜想3是________（選填：“錯(cuò)誤”、“正確”）的．

②為了驗(yàn)證其他猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（注：電壓表V1并聯(lián)在電池組兩端）．現(xiàn)有四個(gè)阻值相同的電阻，先將其中一個(gè)電阻連接在A、B兩點(diǎn)間，讀出開(kāi)關(guān)閉合前電壓表V1的示數(shù)，以及開(kāi)關(guān)閉合后電壓表V1、V2的示數(shù)．然后分別將兩個(gè)電阻、三個(gè)電阻、四個(gè)電阻并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示．

電阻只數(shù)	電壓表V1示數(shù) U1/V		電壓表V2示數(shù)U2/V
	開(kāi)關(guān)斷開(kāi)	開(kāi)關(guān)閉合
1	6.00	5.85	5.84
2	6.00	5.71	5.69
3	6.00	5.58	5.55
4	6.00	5.45	5.41

根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答：猜想1是________（選填：“錯(cuò)誤”或“正確”）的．

分析可知，電池輸出的實(shí)際電壓和電路中電流有關(guān)．電路中電流越大，電池兩端輸出的實(shí)際電壓越________．

“兩個(gè)小燈泡并聯(lián)的電路中再并聯(lián)一個(gè)小燈泡，原來(lái)的兩個(gè)小燈泡都變暗了”．想一想，導(dǎo)致原來(lái)兩個(gè)燈泡實(shí)際電壓變小的主要因素是________．

Answer 1

【答案】 10 0.26 0.65 小燈泡斷路 錯(cuò)誤 正確 小 導(dǎo)線的電阻和電池內(nèi)阻的大小及電路中電流大小

【解析】

（1）①根據(jù)小燈泡的額定電壓為2.5V，可知電壓表的量程應(yīng)選擇0～3V；
②根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
③根據(jù)電流表的量程和分度值確定電流表的示數(shù)；根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
④導(dǎo)線接在電流表兩端，會(huì)造成電流表短路，根據(jù)燈泡的亮暗可以判斷電路故障；
（2）①根據(jù)電阻的串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)律，由歐姆定律判斷猜想3是否正確；
②損失的電壓等于閉合開(kāi)關(guān)時(shí)V1的示數(shù)減去V2的示數(shù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論；
電池兩端輸出的實(shí)際電壓即電壓表V2的示數(shù)，由4次實(shí)驗(yàn)電路中總電流的變化，結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，U燈=U-U線，結(jié)合歐姆定律分析導(dǎo)致原來(lái)兩個(gè)燈泡實(shí)際電壓變小的主要因素。

（1）①標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電池組（電壓為3V），故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，原電路電流表選用大量程了不合理，改正后如下圖所示：

②改正電路后，移動(dòng)滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為U表=1V，即燈的電壓為1V，電流表示數(shù)為0.2A，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓：U滑=U-U表=3V-1V=2V，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)變阻器的電流I滑=0.2A，由歐姆定律，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為：；

③移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，其值為0.26A，小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；

④當(dāng)導(dǎo)線接在電流表的兩端時(shí)，就能排除電流表的故障，小燈泡不亮，說(shuō)明是小燈泡的故障，小燈被燒壞而斷路；

（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，設(shè)上表中電阻只數(shù)為1、2、3、4時(shí)的電阻為R1、R2、R3、R4，根據(jù)電阻的并聯(lián)規(guī)律，并聯(lián)的電阻小于其中任一個(gè)電阻，R1＞R2＞R3＞R4，設(shè)導(dǎo)線自身的電阻為r，根據(jù)電阻串聯(lián)，4次實(shí)驗(yàn)的總電阻逐漸減小，由歐姆定律可知電路中的電流逐漸大，并聯(lián)的燈泡越多，干路中的電流越大，故猜想3是錯(cuò)誤的；

②由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)分別將一個(gè)電阻、二個(gè)電阻并聯(lián)、三個(gè)電阻并聯(lián)、四個(gè)電阻并聯(lián)接入AB間時(shí)，損失的電壓等于閉合開(kāi)關(guān)時(shí)V1的示數(shù)減去V2的示數(shù)，U損=U1-U2，導(dǎo)線上損失的電壓分別為0.01V、0.02V、0.03V、0.04V，損失的電壓逐漸增大，故并聯(lián)的燈泡越多，導(dǎo)線損失的電壓越大，猜想1是正確的；
由上分析可知，4次實(shí)驗(yàn)的總電阻逐漸減小，由歐姆定律可知電路中的電流逐漸大，電源輸出的電壓（分別為5.84V、5.69V、5.55V、5.41V）逐漸變小，故電池輸出的實(shí)際電壓和電路中電流有關(guān)，電路中電流越大，電池兩端輸出的實(shí)際電壓越小；
在圖丙中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)與閉合時(shí)，電壓表V1示數(shù)之差即為電源內(nèi)阻的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，U燈=U-U線-U內(nèi)阻，由上分析可知，導(dǎo)致原來(lái)兩個(gè)燈泡實(shí)際電壓變小是因?yàn)閷?dǎo)線上分得的電壓和電池內(nèi)阻的電壓，根據(jù)U=IR可知決定導(dǎo)線上電壓的大小的因素是導(dǎo)線的電阻和電池內(nèi)阻大小及電路中電流大小。