题目内容

【题目】小明在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电功率,图1甲为他所连的实验电路.
(1)经检查发现电路接线有错误,小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验.请在他接错的导线上打上“×”,并改正.
(2)电路连接正确后好,闭合开关后,发现灯泡不发光,电流表有示数,但电压表无示数,则产生此故障的原因可能是.
(3)排除故障后继续实验时,小雨移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V 时,电流表的示数如图1乙所示.则该小灯泡正常发光时的功率为
(4)在此实验的基础上,老师又出示了电阻Rx(大约1000欧),提问能否用上述方法进行测量该电阻的阻值.同学们分析得出上述方案不行,原因是:
(5)接着,小明与其他同学经过讨论,通过增加一电阻箱R(0~9999Ω 5A)、定值电阻R0(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了如图2所示的方案,实验按下列步骤进行,请将有关步骤填写完整,并回答相关问题. ①第一步:按电路图正确连接电路.
②第二步:将开关S拨到a,记下电压表示数为U0
③第三步:将开关S拨到b,此时小明进行的完整操作过程是
④读出电阻箱的阻值大小,该阻值大小就是Rx的大小.此方案所涉及的思想方法是
⑤小华设计了如图3所示与小明不同的方案,你认为小华的方案
能否测量出Rx的大小的,如不能写出理由,如能请写出小华
的方案的好处

【答案】
(1)解:如图所示


(2)灯泡短路
(3)1.14W
(4)阻值太大,电流太小,无法测出
(5)调节电阻箱接入电路的阻值直到电压表示数为U0;等效替换法;可以多次实验求平均值,减小误差
【解析】解:(1)原电路中,滑动变阻器上面的两个接线柱同时接入了电路,此时移动滑片,不能改变电路电流,必须要“一上一下”选择接线柱,连接如下图所示; ;(2)电路连接正确后好,闭合开关后,电流表有示数,说明电路为通路,发现灯泡不发光,但电压表无示数,则产生此故障的原因可能是与电压表并联的灯短路了;(3)由图知电流表量程是0﹣0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数I=0.3A;
额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;(4)在电压一定时,电流与电阻成反比,电阻越大,电流越小,由于数百欧的电阻电阻RX阻值太大,接入电路后,电路电流太小,无法测出电流;(5)③用待测电阻和阻值很大的电阻箱分别与定值电阻串联,调节电阻箱接入电路的阻值直到电压表示数为U0 , 读出电阻箱的阻值大小,该阻值大小就是Rx的大小.④此方案所涉及的思想方法是等效替代法;⑤方案1通过改变开关S连接a或b的位置,用待测电阻和阻值很大的电阻箱分别与定值电阻串联,根据等效替代法虽能得出待测电阻的阻值,但只能得到一组数据,测量次数太少,误差较大;
方案2可以根据需要改变电阻箱的阻值,从而得到多组实验数据,可以多次实验求平均值,减小误差.
所以答案是:(1)如上图所示;(2)灯泡短路;(3)1.14W;(4)阻值太大,电流太小,无法测出;(5)调节电阻箱接入电路的阻值直到电压表示数为U0;等效替换法;可以多次实验求平均值,减小误差.

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