题目内容
【题目】在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒定。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(______________)
(2)连接完电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是________________________。
(3)故障排除后,开始实验,在移动滑片的过程中,眼睛应注视________的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,则灯泡的额定功率为 ________W。
(4)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的电路,也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点________(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为________V;
②再将开关S2拨到触点________(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=________(用已知量和测量量表示)。
【答案】 灯泡处断路 电压表 1.52 2 3.8 1
【解析】
(1)[1]灯泡额定电压是3.8V,电压表选0~15V量程;电流表、灯泡、滑动变阻器联接入电路,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器按一上一下的原则接线;如图所示:
(2)[2]连好电路,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明故障为断路;电压表有示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,因此故障为灯泡处断路;
(3)[3]测量灯泡额定功率时,闭合开关,眼睛应先注视电压表的示数,当小灯泡的电压为额定电压3.8V时,读出电流表示数;
[4]由图2可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.4A;所以灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
(4)①[5][6]闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为3.8V;
②[7]再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U,由于串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡正常发光时,定值电阻R0两端的电压为
U 0=U-3.8V,
由串联电路电流的规律和欧姆定律可得,此时通过灯泡的电流:
IL=I0=,
③[8]灯泡额定功率的表达式:
P额=U额IL =3.8V×=。