Question

11．（1）小明將銅片、鋅片插入土豆制成土豆電池．如圖1甲，閉合開關(guān)S₁，發(fā)光二極管發(fā)光．為判斷土豆電池的正、負(fù)極，他連接電路如圖1乙所示，試觸開關(guān)S₂，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)，土豆電池的正極是銅片（選填“銅片”或“鋅片”）．
（2）小明設(shè)計(jì)了圖2的兩個(gè)電路圖來比較小燈泡（白熾燈）和發(fā)光二極管的發(fā)光情況．
①小明連接實(shí)物，如圖3甲中的器材連接有一個(gè)錯(cuò)誤，請把接錯(cuò)的導(dǎo)線打上“ד，再用筆畫表示導(dǎo)線，改到正確的位置上，并把實(shí)物連接補(bǔ)充完整．
②閉合開關(guān)，小燈泡的電壓表、電流表讀數(shù)如圖3乙，此時(shí)小燈泡的電阻是3Ω．
③請幫小明完成圖4中的白熾燈能量流向圖．
④小明閉合發(fā)光二極管的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡的實(shí)際功率和發(fā)光二極管的實(shí)際功率相等，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管比小燈泡更亮，則工作相同時(shí)間，誰消耗電能多？一樣多 （選填“小燈泡多”“發(fā)光二極管多”或“一樣多”）．
（3）小明想比較錳銅、鎳鉻兩種合金絲的導(dǎo)電性能，請你幫他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
①需要的實(shí)驗(yàn)器材：電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表，定值電阻，長度、橫截面積相同的錳銅及鎳鉻合金絲
②畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
③判斷哪種合金絲導(dǎo)電性能更好的根據(jù)：分別把錳銅、鎳鉻分別接入同一電路中，比較電流表的讀數(shù)，電流表讀數(shù)大的說明導(dǎo)電性能更好

Answer 1

分析 （1）通過電壓表指針的偏轉(zhuǎn)可判斷電源的正負(fù)極；
（2）①由圖2電路圖，燈泡、電流表和變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，滑動變阻器應(yīng)一上一下接入電路；
②由圖3乙讀出電表示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算小燈泡的電阻；
③從白熾燈的能量轉(zhuǎn)化分析能量流向；
④根據(jù)W=Pt分析說明工作相同時(shí)間消耗電能的多少；
（3）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$電路中電阻大，電流小，由此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：
（1）由圖1中乙圖可知，試觸開關(guān)S₂，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)，土豆電池的正極是銅片；
（2）①由圖2電路圖，燈泡、電流表和變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，由圖3乙可知電流表使用0-0.6A量程，電壓表使用0-3V量程，滑動變阻器應(yīng)一上一下接入電路，圖甲滑動變阻器的兩個(gè)接線柱都接下面了，由此修改并補(bǔ)充電路如圖所示：
；
②由圖3乙，電壓表量程0-3V，分度值0.1V，示數(shù)為0.6V，電流表0-0.6A量程，分度值0.02A，示數(shù)為0.2A，
所以小燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.6V}{0.2A}$=3Ω；
③白熾燈發(fā)光是原理是電流的熱效應(yīng)，且白熾燈發(fā)光效率較低，b表示散失的內(nèi)能；a表示光能；
④小燈泡的實(shí)際功率和發(fā)光二極管的實(shí)際功率相等，根據(jù)W=Pt可知，工作相同時(shí)間消耗電能相等；
（3）比較錳銅、鎳鉻兩種合金絲的導(dǎo)電性能，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$電路中電阻大，電流小，所以可以將合金絲與電流表、一個(gè)定值電阻串聯(lián)在電路中，實(shí)現(xiàn)目的，
①需要的實(shí)驗(yàn)器材：電源、導(dǎo)線、開關(guān)、定值電阻和電流表、長度、橫截面積相同的錳銅及鎳鉻合金絲；
②實(shí)驗(yàn)電路圖：

③分別把錳銅、鎳鉻分別接入同一電路中，比較電流表的讀數(shù)，電流表讀數(shù)大的說明導(dǎo)電性能更好．
故答案為：
（1）銅片；
（2）①見上圖；②3；③a、光能；b、散失的內(nèi)能；④一樣多；
（3）①電流表，定值電阻，長度、橫截面積相同的錳銅及鎳鉻合金絲；
②見上圖；
③分別把錳銅、鎳鉻分別接入同一電路中，比較電流表的讀數(shù)，電流表讀數(shù)大的說明導(dǎo)電性能更好．

點(diǎn)評 本題是一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，涉及到根據(jù)電壓表的接法判斷電源的正負(fù)極、電路連接、電阻計(jì)算以及電阻的大小的比較等，知識點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，但難度不大．