初中物理开放性xx(16)物理实验设计开放题二
【习题296】
给你一块电流表、一组电池组、一个定值电阻、两个开关来测定一个未知电阻Rx(导线若干)，请用两种方法设计实验电路图，并简要说明实验步骤。
【答案】 方法一：按电路图所示连好电路，先把电流表接到R
0支路，测出R0支路电流I0，再把电流表接到Rx支路，测出Rx支路电流Ix，。
方法二：按电路图所示连好电路，只闭合S，读出电流表示数I，同时闭合S、S2读出电流表示数I'，
【习题297】
给你一块电压表、一组电池组、一个定值电阻、两个开关来测定一个未知电阻R(导线若干)，请用两种方法设计实验电路图，并简要说明实验步骤。
【答案】
方法一：按照电路图所示连好电路，用电压表测出R0两端的电压V0，再用电压表测出R两端电压Ux，
方法二：按照电路图所示连好电路，当闭合S1、S2时，电压表的示数为U，此时Rx被短路，U为电源电压；只闭合S1电压表示数为U。，
【习题298】
如图所示，图甲是一单刀双掷开关的实物图，它的符号如图乙所示，图丙是单刀双掷开关对电路控制作用的一个实例，当S与“1”接触时，灯泡El发光；当S与“2"接触时，灯泡E2发光。
现有如下器材：一个电源(两极间电压保持不变，但电压数值未知)、一个电阻箱(用R0表示)、一个待测电阻Rx、一块电压表({zd0}量程大于电源两极间电压)、一个单刀双掷开关、导线若干。
(1)根据以上所给器材，在虚线框内设计一个能测量并计算出待测电阻Rx的规范电路图(连接好后在试验过程中不能拆卸)。
(2)写出测量的操作步骤及测量的物理量。
(3)写出用测量的物理量计算Rr的表达式__________ 。
【答案】 (1)如图所示。
(2)步骤：S接1时，测出电源两极间电压U；S接2时，测出 R0两端电压U0。
(3)Rx=。
【习题299】
有一只在照明电路中正常工作的白炽灯，玻璃上的文字模糊，请你设计出测定该灯泡的额定功率的办法，提出所需仪器的数量和规格，拟出应采取的实验步骤和注意事项。
【答案】所需仪器：交流电流表(0～1A)一块、灯座1个、交流电源插座、插头、电灯、开关各一个。实验步骤：①电路如图4—8所示；⑦接通电路，观察记录电流表读数；③计算电功率P=UI注意事项：①必须用绝缘导线；②注意安全，接线时必须拔掉电源插头。
【习题300】 现有一个阻值为
R的定值电阻、一个单刀双掷开关、一个电池组(电源电压不变)、若干根导线、一块电压表(该电压表表盘面
上有刻度但无刻度值；电压表装上后不能拆下来；电压表量程大于电池组电压)。请你设计一个测未知电阻R阻值的方案。要求：
(1)画出实验电路。
(2)简单写出完成接线后的实验步骤。
(3)推导出Rx的表达式。
【答案】 (1)如图所示。
(2)实验步骤：①把S扳到1，记下电压表偏转的小格数N1；②把S扳到2，记下电压表偏转的小
格数N2 。
(3)推导：略
【习题301】 要测出2．5 V小灯泡的额定功率，现有器材如下：6
V电源1个、导线若干、开关多个、电流表1块、电压表1块、2．5
V小灯泡1个、定值电阻R0一个、滑动变阻器1个。请你选择器材用两种不同方法测出小灯泡的额定功率。每种方法只能用一种电表，只连一次电路。要求画出电路图，并简要说明实验方法。
【答案】
方法一：如图所示，①闭合开关S、Sl，移动滑动变阻器滑片使电流表示数达到I0=；②保持滑片位置不变，断开S1，闭合开关S、S2，用电流表测出电流I；③灯中电流I1，则P额＝。
方法二：如图所示，①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片使电压表示数达到2．5
V；②保持滑动变阻器滑片位罩不变，闭合开关S、S2，记下电压表示数U；③R0两端电压U0=U－2．5
V，R0中电流等于灯中电流I1=；④P额=
【习题302】 要利用电池组(电压为5～6
V并且不变)、电压表(15 V档已损坏，而3 V档完好)、开关、滑动变阻器、5Ω和1Ω的电阻若干，测4．8
V小灯泡(电阻10Ω左右)的额定功率。要求
简述实验步骤，画出相应的电路图，用字母表示所测的量及小灯泡额定功率的表达式。
【答案】步骤：①如图所示，按电路图连好电路，R1与R2为两个5Ω电阻串联；②S2断开，S1闭合记下电流表示数I1，得电源电压U=10
I1；③闭合S1、
S2，调节滑动变阻器滑片P，当电压表示数为(10I1—4．8
V)时，小灯泡正常发光；④此时将电压表并联在R3两端，记下电压表示数U3，则通过灯泡的电流为＝，小灯泡的P额=。
【习题303】
手边有一把电烙铁、一个灯泡、一个开关和若干导线，画出一个能使电烙铁处于高温和低温两种状态的电路图。要求：接入照明电路中，高温时电烙铁正常工作；低温时(预热状态)灯泡亮。(电烙铁符号用电阻符号表示)
【答案】 如图所示。
【习题304】 一只标有"220 V 100 W”的电烙铁，为了使电烙铁工作时，能正常消耗100
W的电功率，而在不工作时，只消耗25 W的电功率，使之不至于xx冷却，但又节约了电能。现在有额定电压是220 V，额定功率分别是15
W、25 W、40 W、60 W和100 W的灯泡、单刀双掷开关及足够的导线可供使用。要求：．
(1)请设计并画出一个能满足上述要求的电路图。(电烙铁符号用电阻符号表示)
(2)你所选用灯泡的规格。(3)对你所设计的电路作简要说明____________________
(4)将电烙铁不工作时和工作时进行比较，1s内可节约电能__________
【答案】 (1)电路图如图4．14所示。
(2)220 V
100 W
(3)当S扳向1时，电烙铁消耗功率100 W；当S扳向2时，电烙铁消耗功率25 W。
(4)50
J。
【习题305】 L l灯泡为“3 V 0．5 w"，L2灯泡为“5 V 1
W"，用12 V蓄电池供电，使两灯都能同时正常发光，现手边有0～100Ω的滑动变阻器两只、开关一只、导线若干。
(1)请你设计一个使灯L1、L2均同时正常发光的电路。
(2)用你所学过的电学知识计算出两只变阻器接入电路中的电阻值R1和R2 。
(3)如果你有几种不同的方案，请挑选{zj0}方案。
【答案】设计方案(如图所示)：
方案二(如图所示)：
方案三(如图所示)：
由于两灯均要求正常工作，I2>I1，故共有以上三种不同的设计方案。{zj0}方案，应为损失电功率最小的。
方案一中，P损=0．9 W；
方案二中，P损=2．9 W；
方案三中，P损=2．9 W； ．
方案一是{zj0}，因为损失的电功率最小。
【习题306】 设计一个磁性强弱能够改变的电磁铁电路：
(1)除了一个电压不变的电源、一只开关、若干导线外，还可以选择的电路元件是__________
(2)在下面方框内画出电路图。
(3)说明调节方法和结果。
【答案】
(1)滑动变阻器。(2)如图所示。(3)滑片向左移动，磁性增强；滑片向右移动，磁性减弱。
