题目内容
【题目】如图是测量“小灯泡额定功率”的实验(小灯泡上标有“2.5V”的字样).已知电源是两节新的干电池.
(1)请用笔画线代替导线补画甲图实物电路;(原有导线不许改动,导线不许交叉)
(2)正确连接电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表几乎无示数、电压表有示数(等于3V),原因是 .
(3)排除故障后,实验时发现电压表示数为2V,为了测额定功率应将滑动变阻器滑片P向 (选填“C”或“D”)端移动.
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如乙图所示,则小灯泡的额定功率是 W.
(5)完成上述实验后,小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值(约10Ω).他用电阻丝替换了灯泡,闭合开关,发现电压表已损坏,将其拆除,不改变其它电路元件连接方式,小明也完成了实验.请你简述实验步骤并写出计算Rx的最后表达式.(已知滑动变阻器的最大阻值为R0)
实验步骤: .
表达式:Rx= .
【答案】(1)见图;(2)灯泡断路;(3)C;(4)0.75;
(5)实验步骤:闭合开关,使滑动变阻器连入电路的阻值最小(为零),记下电流表的示数I1;
将滑动变阻器连入电路的阻值最大,记下电流表示数I2.
表达式:RX=R0.
【解析】
试题分析:(1)本实验中,电流表、滑动变阻器、灯泡应串联,电压表测灯泡两端电压,由此连接实物;
(2)电路故障一般是断路或短路,根据两电表示数分析电路的故障可能原因;
(3)灯泡两端电压由2V增大到2.5V,灯泡电流要增大,需要减小电路电阻,减小滑动变阻器的电阻;
(4)根据电流表的量程和分度值确定电流表的示数,再利用P=UI求出灯泡的额定功率;
(5)滑动变阻器的最大阻值已知,滑动变阻器和被测电阻串联,让滑动变阻器全部接入和不接入,来改变电路的电阻,完成电流表的两次测量,利用两次电路的电源电压相等,列出等式,解出RX.
解:
(1)测量“小灯泡额定功率”的实验中,电流表、滑动变阻器、灯泡应串联,电压表与灯泡并联测灯泡两端电压,由此补画出实物连接如图所示:
(2)发现小灯泡不亮,电流表示数为零,可能是电路出现了断路,电压表指针偏转示数为电源电压,说明电压表到电源间是通路,所以故障可能是灯泡断路造成的;
(3)要使灯泡两端的电压从2V增加到2.5V,应将滑动变阻器滑片P向C端移动,以减小电路中的电阻,增大电流,从而提高灯泡两端电压,使其为2.5V,保证灯泡正常发光;
(4)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A;
灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)被测电阻RX与滑动变阻器串联在电路中,电流表串联在电路中,
滑动变阻器的电阻为零时,只有被测电阻RX接入电路,测得电流为I1,电源电压为I1RX,
滑动变阻器的电阻最大为R0时,R0与RX串联,测得电路电流为I2,电源电压为I2(R0+RX),
所以,I1RX=I2(R0+RX),
所以,RX=R0.
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡断路;(3)C;(4)0.75;
(5)实验步骤:闭合开关,使滑动变阻器连入电路的阻值最小(为零),记下电流表的示数I1;
将滑动变阻器连入电路的阻值最大,记下电流表示数I2.
表达式:RX=R0.