小明想探究光敏电阻的特性,他身边有以下器材:电压为 6V 的电源,滑动变阻器、电流表、小灯泡、阻值为 20Ω 的定值电阻 R 0 、光敏电阻,开关及导线若干。但他发现这块电流表的刻线是清晰的,所标数值是模糊的。
( 1 )为了测量电流表的量程他设计了如图甲所示的电路图,实验步骤如下:
① 用笔画线替代导线补上实物图乙中所缺的四根导线; ( )
② 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端(填 “ 左 ” 或 “ 右 ” );
③ 开关 S 接 a ,调节滑动变阻器,使电流表指针指向最大刻度值处,然后保持滑动变阻器滑片位置不变,开关 S 接 b ,发现电流表指针指向最大刻度值的三分之一处;
④ 由以上信息可知,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω ,该电流表的最大刻度值为 A 。
( 2 )小明利用上述部分元件来探究光敏电阻的特性,他设计的实验电路如图丙所示,并进行如下操作:
① 实验中保持小灯泡正对光敏电阻(不考虑其他光源对光敏电阻阻值的影响,忽略小灯泡阻值变化),由左向右缓慢调节滑动变阻器,会发现小灯泡发光 (填 “ 变亮 ” 或 “ 变暗 ” );
② 同时观察到电流表的示数变大,由以上实验现象可知:光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而 (填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” )。
左 10 0.6 变亮 减小
【详解】( 1 ) ①[1] 根据电路图连接实物图,从电源正极连接到滑动变阻器的横杆左侧,从滑动变阻器出来,一支接定值电阻,再通过 b 点连接开关;另一支直接用导线连接开关 a 接线柱,从开关出来,连接电流表,再回到电源的负极,如图
②[2] 闭合开关前,为保护电路安全,滑动变阻器的阻值应为最大值,滑片应置于最左端。
③ 开关 S 接 a ,电路中只有滑动变阻器,调节滑动变阻器,使电流表指针指向最大刻度值处,电路中的电流为
①
开关 S 接 b ,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表指针指向最大刻度值的三分之一处,因为定值电阻 R 0 为 20Ω ,电源电压为 6V ,电流的值不会超过
由此可知,电路中的电流值
解得
代入 ① 式可得
④[3][4] 由以上信息可知,滑动变阻器接入电路的阻值为 10Ω ,该电流表的最大刻度值为 0.6A 。
( 2 ) ①[5] 如图,灯泡与滑动变阻器串联,再与光敏电阻并联;由左向右缓慢调节滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,灯泡所在支路的电阻变小,支路电流变大,会发现小灯泡发光变亮。
②[6] 小灯泡变亮,光照强度增大,光敏电阻所在支路的电流表示数变大,说明支路的电阻减小,即光敏电阻的电阻减小,由以上实验现象可知:光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小。
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