题目内容
【题目】小宇在“测定小灯泡电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)如图1是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。
(_________)
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因可能是_____。
(3)排除故障后,根据实验数据画出如图2的U﹣I图象,计算出小灯泡的额定功率是_____W。
(4)完成上述实验后,小宇设计了如图3的电路,在不使用电压表的情况下测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R0)
①按图3电路图连接电路;
②只闭合开关_____,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,小灯泡正常发光;
③只闭合开关_____,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片使电流表的示数为I额;
④保持_____(选填“R1”或“R2”)滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=_____。(用I额、I1、I2、R0表示)
【答案】 灯泡断路 0.625 S1 S2 R2 I额2
【解析】
(1)原电路中,灯与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,灯与变阻器串联,电压表与灯并联,改正后如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因可能是灯泡断路。
(3)根据实验数据画出如图2的U﹣I图象知,灯在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)①按电路图3连接电路。
②只闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额灯泡正常发光。此时灯泡与R1串联;
③只闭合开关S2,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。此时R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以R2=RL;
④保持R2滑片位置不动,将另一个滑动变阻器(R1)滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器(R1)的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤由串联电路特点和欧姆定律可得:U=I1R2=I2(R1+R2),解得:R2=,小灯泡额定功率的表达式为:P额=I额2RL=I额2R2=I额2
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