Question

11．（1）小明将铜片、锌片插入土豆制成土豆电池．如图1甲，闭合开关S₁，发光二极管发光．为判断土豆电池的正、负极，他连接电路如图1乙所示，试触开关S₂，发现电压表的指针向左偏转，土豆电池的正极是铜片（选填“铜片”或“锌片”）．
（2）小明设计了图2的两个电路图来比较小灯泡（白炽灯）和发光二极管的发光情况．
①小明连接实物，如图3甲中的器材连接有一个错误，请把接错的导线打上“ד，再用笔画表示导线，改到正确的位置上，并把实物连接补充完整．
②闭合开关，小灯泡的电压表、电流表读数如图3乙，此时小灯泡的电阻是3Ω．
③请帮小明完成图4中的白炽灯能量流向图．
④小明闭合发光二极管的电路，调节滑动变阻器，使小灯泡的实际功率和发光二极管的实际功率相等，发现发光二极管比小灯泡更亮，则工作相同时间，谁消耗电能多？一样多 （选填“小灯泡多”“发光二极管多”或“一样多”）．
（3）小明想比较锰铜、镍铬两种合金丝的导电性能，请你帮他设计实验．
①需要的实验器材：电源、导线、开关、电流表，定值电阻，长度、横截面积相同的锰铜及镍铬合金丝
②画出实验电路图．
③判断哪种合金丝导电性能更好的根据：分别把锰铜、镍铬分别接入同一电路中，比较电流表的读数，电流表读数大的说明导电性能更好

Answer 1

分析 （1）通过电压表指针的偏转可判断电源的正负极；
（2）①由图2电路图，灯泡、电流表和变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，滑动变阻器应一上一下接入电路；
②由图3乙读出电表示数，由R=$\frac{U}{I}$计算小灯泡的电阻；
③从白炽灯的能量转化分析能量流向；
④根据W=Pt分析说明工作相同时间消耗电能的多少；
（3）根据I=$\frac{U}{R}$电路中电阻大，电流小，由此设计实验．

解答 解：
（1）由图1中乙图可知，试触开关S₂，发现电压表的指针向左偏转，土豆电池的正极是铜片；
（2）①由图2电路图，灯泡、电流表和变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，由图3乙可知电流表使用0-0.6A量程，电压表使用0-3V量程，滑动变阻器应一上一下接入电路，图甲滑动变阻器的两个接线柱都接下面了，由此修改并补充电路如图所示：
；
②由图3乙，电压表量程0-3V，分度值0.1V，示数为0.6V，电流表0-0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.2A，
所以小灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.6V}{0.2A}$=3Ω；
③白炽灯发光是原理是电流的热效应，且白炽灯发光效率较低，b表示散失的内能；a表示光能；
④小灯泡的实际功率和发光二极管的实际功率相等，根据W=Pt可知，工作相同时间消耗电能相等；
（3）比较锰铜、镍铬两种合金丝的导电性能，根据I=$\frac{U}{R}$电路中电阻大，电流小，所以可以将合金丝与电流表、一个定值电阻串联在电路中，实现目的，
①需要的实验器材：电源、导线、开关、定值电阻和电流表、长度、横截面积相同的锰铜及镍铬合金丝；
②实验电路图：

③分别把锰铜、镍铬分别接入同一电路中，比较电流表的读数，电流表读数大的说明导电性能更好．
故答案为：
（1）铜片；
（2）①见上图；②3；③a、光能；b、散失的内能；④一样多；
（3）①电流表，定值电阻，长度、横截面积相同的锰铜及镍铬合金丝；
②见上图；
③分别把锰铜、镍铬分别接入同一电路中，比较电流表的读数，电流表读数大的说明导电性能更好．

点评 本题是一道电学实验题，涉及到根据电压表的接法判断电源的正负极、电路连接、电阻计算以及电阻的大小的比较等，知识点多，综合性强，但难度不大．