题目内容
【题目】在“测量小灯泡功率”的实验中.
(1)按图甲正确连接好电路,闭合开关后发现:小灯泡不亮,电流表有示数,而电压表无示数,则电路中的故障是_________,排除故障后,闭合开关,发现小灯泡仍不亮,电流表指针偏转很小,要使该小灯泡发光只需_______________________ .
(2)观察小灯泡在不同电压下的亮度,读出电压表,电流表示数,实验记录见下表:
①由表格可知:该小灯泡额定电压为______V.
②当小灯泡两端电压为 3V 时,小灯泡偏亮,小明担心灯丝会烧断,于是立即断开开关,未读取电流表示数,同组的小华观察到当时电流表指针的位置如图乙所示,则小灯泡的实际功率为_______W.
(3)如图丙是小明重新设计的另一种实验方案来测定小灯泡的额定功率(电源电压不变,电阻 R=5Ω).
①电路如图所示,开关 S 拨到位置 1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
②开关S拨到位置2,变阻器滑片位置不动,读出电流表示数I2 ;先算出灯泡电阻 RL=____, P额=_____(用所测的物理量和已知量的符号表示);他按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,为了能准确测量灯泡的额定功率,他们只需要将上述步骤①改为_______________________________________.
【答案】灯泡短路 向左移动滑片 2.5 0.66 I1R/(I2-I1) U额2(I2-I1)/I1R 开前关拨到位置1,移动滑片P使电流表示数和R的乘积等于2.5V
【解析】
(1)电流表有示数,说明电路为通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路两端电压为0,据此判断故障所在;(2)①小灯泡正常发光时的电压即为额定电压;②确定电流表小量程的分度值读数,根据P=UI计算实际功率;
(3)由电路图可知,R与L并联,当开关S拔到位置1时电流表测通过R的电流,当开关S拔到位置2时电流表测电路的总电流,根据欧姆定律求出并联部分的电压,根据并联电路的电流特点求出通过L的电流,进一步根据欧姆定律求出灯泡的电阻;因不同电压下灯泡的电阻不同,所以灯泡的额定功率不能用P=求出;调节滑动变阻器使电流表的示数和R的乘积为2.5V时,可以测出灯泡的额定功率.
(1)按图甲正确连接好电路,闭合开关后发现:小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,说明电压表所测电路两端电压为0,即和电压表并联的灯泡短路。排除故障后,闭合开关,仍发现小灯泡不亮,电流表指针偏转很小,说明灯的电压太小,滑动变阻器连入电路中的电阻太大。为了增大灯泡的电压,就要减小变阻器两端的电压,根据分压原理可知,要减小变阻器连入电路中的电阻,所以,需向左移动变阻器的滑片;
(2)①由表格可知,小灯泡正常发光时的电压,即额定电压为2.5V;
②根据表格数据可知,电流表选用的是小量程,电流表小量程的分度值为0.02A,电流表示数为0.22A,小灯泡的实际功率:P=UI=3V×0.22A=0.66W;
(3)①当开关拨到位置1时,移动划片P至某一位置。读出电流表示数I1.
②开关拨到位置2时,滑动变阻器的位置不动,读出电流表的示数I2,在①中,灯与R并联,电流表测R的电流,由欧姆定律,R的电压为:U=I1R,根据并联电路的电压规律,灯的电压为I1R;在②中,电流表测总电压,因电路的连接关系没有变,通过各电阻的电流不变,根据并联电路电流的规律,通过灯的电流为:I=I2I1,由欧姆定律,灯泡的电阻表达式为:RL==,则P额==()。因灯泡的电阻与温度有关,所以,灯泡的额定功率不能用P=求出;当调节滑动变阻器使电流表的示数和R的乘积为2.5V时,测出此时电路中的电流并求出通过灯泡的电流,即可利用P=UI求出灯泡的额定功率。