题目内容
【题目】在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池。
(1)连接电路时,开关应____。请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小_________。
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是______。在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换,闭合开关会后造成小灯泡_____(选填“被烧坏”或“不亮”)。
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为___V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是____W。
(4)若在实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明打算只选用一个R0=5Ω的电阻,断开开关后接入原来电路,其他不改变,并设计了如图丁的电路及以下实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0
③通过计算得到小灯泡的额定功率。
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一:____________________________。
问题二:____________________________。
【答案】 断开 灯泡短路 不亮 2.5 0.75 无论怎样调节变阻器,灯泡都无法正常发光或电源电压不足或无法调到额定电压等 将电压表a点接到c点,电压表正负接线柱接反,无法测出R0两端电压。
【解析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开,根据题意知道,滑片P向左滑动时,接入电阻变小,所以,应将滑片以左电阻丝连入电路中与开关串联,如图:
(2)根据题意知道闭合开关后,电流表有示数,说明电路为通路,灯泡不亮且电压表无示数,则故障可能是灯泡短路;在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换后,由于电压表串联在电路,而造成电路电阻很大,使电路中电流很小,即会造成小灯泡不亮;
(3)排除故障后,因为小灯泡的额定电压为“2.5V”,所以,调节滑片使电压表的示数为2.5V;由图丙知道,电流表选用的是小量程,即分度值是0.02A,所以此时电流表的示数0.3A ,故小灯泡额定功率是:PL =UL IL =2.5V×0.3A=0.75W;
(4)根据题意知道,设计的实验方案存在的问题是:
问题一:由于电源为两节新干电池,所以电源电压是3V,若灯正常发光时,则其正常发光时的电流为0.3A,额定电压是2.5V,此时电阻R0 的电压应是:U0=IR0 =0.3A×5Ω=1.5V,由串联电路电压的规律知道,灯与电阻的电压应是:UL0 =2.5V+1.5V=4V>3V,即无论怎样调节变阻器,灯泡都无法正常发光(或电源电压不足或无法调到额定电压等);
问题二:由图知道,正确测量灯泡的电压时,与电压表a相连的为电压表的正接线柱,将电压表a点接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0 两端电压。