(1)为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定电功率,实验室提供器材有:电源一个、滑动变阻器一个、电压表两只、开关一只、导线若干、另有一个电子元件,该电子元件I-U图象(即通过电子元件的电流I与电子元件两端的电压U的关系图线)如图甲所示.
①一同学设计了如图乙所示的电路图,图丙是根据电路图乙连接实物图的一部分,请用笔画线代替导线将实物连线补充完整.
②测量时要调节滑动变阻器滑片使电压表V
1的示数为______v,若此时电压表V
2的示数为2.2V,则灯泡的额定电功率为______W.
(2)实验室有如下器材:两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金丝,一个电源,一只电流表,一个保护电阻,一个开关,若干根导线.要求探究的问题有两个:A、探究导体的电阻与它的横截面积的关系;B、探究导体的电阻与它的长度的关系.
只利用上述器材能否完成A、B两个探究任务?如果你认为能,请继续回答下面①中的问题;如果你认为不能,则回答下面②中的问题.(选①回答正确得6分,选②回答正确得5分;①②都回答以①评分.)
①老师已经设计并连接好基本实验电路.请你写出继续完成探究任务A.需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______分析记录数据就得到导体电阻与横截面积的关系;完成探究任务B需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______,分析记录数据就得到导体电阻与长度的关系.
②要求完成A、B两个探究任务,需要补充哪些器材?
______.
按你的要求补齐实验器材,老师已经设计并连接好基本实验电路,请你写出继续完成探究任务A需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______分析记录数据就得到导体电阻与横截面积的关系;
完成探究任务B需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______,分析记录数据就得到导体电阻与长度的关系.
答案:
分析:(1)①实物图中,没有连接的是滑动变阻器和电压表V1,滑动变阻器接线柱按“一上、一下”的方式连接,电压表V1的量程根据小灯泡的额定电压选;
②实验中小灯泡和电子元件串联,电压表V1测量小灯泡两端的电压,电压表V2测量电子元件两端的电压;当电压表V1示数等于小灯泡额定电压2.5V时,小灯泡正常发光,此时电压表V2示数对应甲图的电流值就是灯泡的额定电流,额定电压和额定电流的乘积就是额定功率.
(2)探究导体的电阻与长度和横截面积的关系采用的是控制变量法,探究导体的电阻与它的横截面积的关系时,应该控制长度和材料相同;探究导体的电阻与它的长度的关系时,应该控制横截面积和材料相同.
解答:解:(1)①滑动变阻器下面的接线柱已选,上面选择哪一个都行;小灯泡的额定电压是2.5V,因此电压表V1选择0~3V量程即可,连接后如下图.
②小灯泡的额定电压是2.5V,此时电子元件两端的电压2.2V,对应甲图中的电流为0.28A,因为电子元件和小灯泡串联电流相等,所以小灯泡的额定电流为0.28A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W.
(2)在探究导体电阻与长度和横截面积的关系时,采用控制变量法的思想.研究电阻和横截面积的关系,选用两根长度和材料相同,横截面积不同的电阻丝分别接入电路,电流表示数的大小间接反应电阻的大小;研究电阻和长度的关系,选用两根横截面积和材料相同,长度不同的电阻丝分别接入电路,电流表示数的大小间接反应电阻的大小.
故答案为:(1)①如下图;②2.5、0.7;
(2)①将两根镍铬合金丝分别全部接入电路,记录不同横截面积时电流表对应的读数;
将一根镍铬合金丝全部长度接入电路中,记录电流表的读数,将同一根镍铬合金丝的部分长度接入电路中,记录电流表的读数(或将同一根镍铬合金丝的全部长度和部分长度分别接入电路中,记录电流表对应的两次读数).
②一根横截面积与已有的两根中的任意一根相同,但长度不同的镍铬合金丝(或两根横截面积相同但长度不同的镍铬合金丝);
将两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金丝分别全部接入电路中,记录不同横截面积时电流表对应的读数;
将两根横截面积相同长度不同的镍铬合金丝分别全部接入电路中,记录不同长度时电流表对应的读数.