题目内容
【题目】一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为8Ω.小明想测量它的额定功率。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”的滑动变阻器2个,导线若干。
(1)小明设计了图甲所示电路,他应选用规格为_____的滑动变阻器。
(2)图乙是小明根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线__________。
(3)小明正确连线后,继续试验。当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率是_____W。
(4)老师又拿来一个额定电流为I额的小灯泡。为测得小灯泡的额定功率,小明设计了图丁所示电路,电源电压未知、电阻的阻值R0已知。请你将实验步骤补充完整。
①只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片移至最左端。读出电压表V1的示数为U1;
②只闭合开关S2,再次调节滑片,直到电压表V2的示数为_____,此时小灯泡正常发光,电压表V1的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式是P额=_____。
【答案】 20Ω 0.5A 0.8 U1﹣I额R0 (U1﹣U2) I额
【解析】(1)灯泡正常发光时,通过其的电流约是I=0.3A,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=UUL=6V2.5V=3.5V,由I=
可知,滑动变阻器接入电路的电阻:R=
11.7Ω>10Ω,所以应选择“20Ω 0.5A”的滑动变阻器;(2)由图乙所示电路图可知,电压表串联在电路中,电压表连接错误,电压表应并联在灯泡两端,电路如图所示;
(3)由图丙所示电流表可知,其量程为00.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,灯泡额定功率为:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;(5)①只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电压表V1的示数为U1;②只闭合开关S2,再次调节滑片,直到电压表V2的示数为:U1I额R0,此时小灯泡正常发光,电压表V1的示数为U2;③①中为R0的简单电路,电压表V1测电源电压U1;在②中,灯与变阻器和R0串联,再次调节滑片,当灯正常发光时,即通过电路中的电流为I额,由欧姆定律,定值电阻的电压为I额R0,根据串联电路电压的规律,当V2的示数大小为:U1I额R0时灯一定正常发光,如果此时记下V1的示数为U2,则灯的额定电压为:U1U2,小灯泡额定功率的表达式:P额=(U1U2)I额。
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