题目内容
【题目】小明在实验室找到一个小灯泡,由于字迹模糊只能看清灯上标有“2.5V ×W”。他想知道小灯泡正常发光时的电功率是多少,于是设计如图甲所示的电路进行测量。
(1)小明的实验原理是________________
(2)在连接电路的过程中,小明发现电压表“0-3V”的量程坏了,在不更换电压表的前提下怎样继续完成实验?请你帮助小明完成实验,并用笔画导线完成图乙的电路连接_______。
(3)改进方案后,闭合开关,发现灯不亮,原因可能是___________________________(写出一条即可)
(4)排除故障后,调节滑片,发现电压表的示数为10V。此时应向_____移动滑片,直至电压表的示数为____V。
(5)调节好电压后,电流表的示数如图丙所示则小灯泡正常发光时的电功率为_____W。
(6)在初中物理,我们把电压表、电流表当做理想电表来处理。实际上电流表是有电阻的,电压表中也是有电流通过的,则按照小明的实验方案测出的小灯泡额定电功率和真实值相比_______(填“偏大、偏小或相等”)。
【答案】 灯座接触不良(滑动变阻器断路、电流表断路、灯座短路) 左 9.5V 0.6W 偏小
【解析】
(1)测量电功率的实验原理是:。
(2)小明发现电压表“0-3V”的量程坏了,在不更换电压表的前提下,只能换用电压表的大量程进行测量,根据图可知,电源为12V,根据串联电路的分压特点知,灯泡正常工作时,滑动变阻器两端的电压为,此电压大于“0-15V”量程的一半,可以准确测量电压,故将电压表与滑动变阻器并联,连接乙图如下:
(3)改进方案后,闭合开关,发现灯不亮,可能电路断路,也可能灯座短路,则原因可能是:灯座接触不良、滑动变阻器断路、电流表断路、灯座短路。
(4)排除故障后,调节滑片,发现电压表的示数为10V,则此时灯泡两端电压为:,小于额定电压,根据串联电路的分压特点,此时应向左移动滑片,使滑动变阻器接入电路的电阻变小,直至电压表的示数为,灯泡正常发光。
(5)调节好电压后,电流表的示数如图丙所示,电流表使用小量程,分度值为0.02A,读数为0.24A,则小灯泡正常发光时的电功率为:
。
(6)由于电流表串联在电路中会分去一定的电压,根据串联电路的分压特点计算灯两端的电压时,忽略了此电压,所以根据得出的小灯泡电压(实际为灯泡和电流表的总电压)偏大,即灯泡两端的实际电压小于额定电压2.5V,故电流值偏小,根据知,按照小明的实验方案测出的小灯泡额定电功率和真实值相比偏小。