火花放电
在干燥的冬季,如果一只猫在你的身上蹭来蹭去,那么在猫毛和你的身体间就会有电荷的转移,你的身上就会聚集一定数量的负电荷。这些负电荷需要一段较长的时间才能和地面等物体慢慢导走。但是,如果你不等待。立即将手指靠近水龙头,就会出现令人难受的电火花,手指上就会有针刺般的疼痛感。如果你在干燥且黑暗的环境里抚摸猫,不但会听到哔里啦啦的响声,还会看到火花。请注意,你抚摸过猫毛的手指千万不要立即靠近猫的鼻子,以免产生火花放电,让猫受到惊吓而攻击你。
①根据条件“灯突然熄灭”可以判断,故障不可能为;
②为了确定故障,小杜在电路中串联接入一个电流表,闭合开关后,观察到电流表的示数为时,可判断故障为L断路或R断路;
③为进一步确定故障,小杜设计了如下方案,其中可以判断故障的是;
A.移动滑动变阻器的滑片
B.将电压表并联在ad两点间
C.将电压表并联在bd两点间
④为进一步确定故障,小秉选择了与小杜不同的方案,她决定添加一个电流表A2来判断故障。请补充完整小秉的操作、电流表的示数变化情况及其对应的故障:首先,断开,将电流表A2在ab两点间,开关,观察电流表A2的示数,若示数不为0,则断路,若示数为0,则断路。
(1)为使结论具有普遍性,、应选择规格(选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是。
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.开关断路
D.灯L2短路
①电路中有一处连接错误,请在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;
②改正错误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两电表均无示数,初步检查确认,电路接线完好,导线和两电表均无故障,若电路只有一处故障,则电路故障可能是;
③排除故障后,正确操作,当闭合开关时,电压表的示数为1V,电流表的示数如图乙所示,则Ω;
①仅闭合开关,将电阻箱的阻值调为Ω,调节滑动变阻器的滑片P至合适位置,电压表的示数为;
②闭合所有的开关,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为,读出电阻箱的阻值为R;
③则灯泡正常发光时的电阻(用题中已知量或所测量的字母表示)。
(1)图甲是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“干路”、“L1”或“L2”) 的电流;
(2)小覃要测量通过L2的电流,应先。再将图甲中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;
(3)分析下表可初步得出结论:并联电路干路中的电流等于 ;
干路电流/A | L1所在的支路电流/A | L2所在的支路电流/A |
0.5 | 0.3 | 0.2 |
(4)他们还应该更换不同规格的小灯泡进行多次实验,目的是 ;
(5)实验结束后,同组小桂还连接了如图乙所示的串联电路,闭合开关S时,发现:灯泡L1比L2更亮;对调两个小灯泡在电路中的位置,发现仍是 L1比L2更亮。他想知道灯泡的亮度与什么因素有关。请你根据他探究的过程,完成填空:
①用电流表分别测出图乙A、B、C三处的电流,电流表示数均如图丙所示,为 A,说明串联电路中的电流。
②分别将两盏灯泡单独接在图乙中电源的两端,发现 L1、L2均比按图乙连接时更亮。
由①②进一步猜想:灯泡的亮度可能跟 有关(不考虑灯泡的电阻变化)。
实验次数 | 处电流 | 处电流 | 处电流 | |
1 | 0.10 | 0.12 | 0.22 | |
2 | 0.14 | 0.22 | 0.36 | |
3 | 0.10 | 0.24 | 0.34 |
(1)连接电路时,开关应。
(2)图1是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图2是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是(选“A”、“B”、或“C”)处的电流。
(3)①小金同学在某次测量时,闭合开关后,发现电流表指针如下图所示,原因是(选填字母)
A.电流表没有调零
B.电流表正、负接线柱接反了
②在排除故障后,电流表的示数如下图所示,则电流表的示数为A。
(4)小明同学要测量通过L2的电流,只需将图2中导线(选填“a”或“b”)的一端改接到电流表的负接线柱上。
(5)小薛同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下表所示,由此他得出结论:
①干路电流等于各支路电流之和。②各支路电流相等。
0.2 | 0.2 | 0.4 |
小组内交流讨论后,一致认为小薛同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格(选填“相同”或“不同”)的灯泡进行实验。
数据序号 | 电流/A | Uab/V | Ubc/V | Ucd/V | Uac/V | Ubd/V | Uad/V |
1 | 0.20 | 1.0 | 2.5 | 1.0 | 35 | 3.5 | 4.5 |
2 | 0.24 | ① | 1.5 | 1.2 | ② | 2.7 | 4.5 |
3 | 0.30 | 2.5 | 0.5 | ③ | 3.0 | 2.0 | 45 |
… |
分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路中,各部分电路电压之和等于总电压。
I/A |
UAB/V |
UBC/V |
UAC/V |
||
1 |
R1与R2串联 |
0.1 |
2 |
1 |
3 |
2 |
R2与R3串联 |
2 |
1.6 |
3.6 |
|
3 |
R3与R4串联 |
0.4 |
3.2 |
1.6 |
4.8 |
4 |
R1与R4串联 |
0.3 |
6 |
1.2 |
7.2 |
导体代号 | 长度/m | 横截面积/mm2 | 材料 | 电流表示数/A |
A | 1.0 | 0.4 | 锰铜 | 1.4 |
B | 0.5 | 0.4 | 锰铜 | 2.7 |
C | 1.0 | 0.6 | 锰铜 | 2.0 |
D | 1.0 | 0.4 | 镍铬合金 | 0.6 |
导体代号 | 长度/m | 横截面积/mm2 | 材料 |
A | 1.0 | 0.2 | 锰铜 |
B | 1.0 | 0.4 | 锰铜 |
C | 1.0 | 0.6 | 锰铜 |
D | 0.5 | 0.4 | 锰铜 |
E | 1.5 | 0.4 | 锰铜 |
F | 1.0 | 0.6 | 镍铬合金 |
G | 1.0 | 0.6 | 铁 |
表1
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压(U/V) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电流(I/A) | 0.18 | 0.30 | 0.38 | 0.44 |
(1)玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40V,通过的电流变为如图乙所示,则电流为A。初步分析可知:玻璃破碎后,电阻(选填“变大”或“变小”);
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点,对、的电流和电压进行测量,实验数据记录如下表。分析发现,的电阻(选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后的电阻;
灯泡 | 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
L1、L2 | 电流Ⅰ/A | 0.16 | 0.18 | 0.20 | 0.22 | 0.24 | 0.26 |
L1 | 电压U1/V | 0.78 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.80 | 2.10 |
L2 | 电压U2/V | 0.20 | 0.23 | 0.30 | 0.41 | 0.52 | 0.80 |
(3)实验中,对着吹气,发现两端电压突然变小、电流突然变大,说明吹气加快灯丝表面空气流速,加快其散热速度,从而使灯丝电阻变小。由此推断,灯丝的电阻大小与 有关,玻璃外壳可能起到的作用;
(4)细心的同学在实验过程中发现,灯丝呈螺旋状,于是提出新的问题:为什么将灯丝设计成螺旋状?你认为这样设计的目的是①②。
猜想一:这个热敏电阻的阻值随温度的升高而增大;
猜想二:这个热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
为了验证猜想是否正确,小刚计划用如图﹣1所示的装置实验,验证上述猜想是否正确;
小刚组装好装置后。点燃酒精灯、闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据如下表。
温度T/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
电流I/A | 0.13 | 0.16 | 0.21 | 0.27 | 0.34 | 0.43 | 0.55 |
(1)通过分析实验数据,验证了猜想 是正确的;
(2)实验通过观察 可以反映电阻大小的变化,下列实验中没有用到这种研究方法的是 填序号);
A.探究动能大小与哪些因素有关
B.探究光的反射定律
C.探究液体压强与哪些因素有关
(3)这个热敏电阻可能是 制成的。(填序号)
A.金属导体
B.绝缘体
C.半导体
D.超导体
(4)小刚将电流表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘,每10℃画一条刻度线,根据表格数据(选填“是”或“不是”)均匀的;
(5)如果想知道这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,还需要增加一个 ;
(6)小刚想用这个热敏电阻和一个电压表改装成一个指针式温度计,设计的电路如图﹣2所示、要能直接在电压表刻度盘上读出相应的温度,且电压表的示数随温度的升高而增大,应在(选填“ab”“bc”或“ac”)两端接入电压表。