题目内容
【题目】小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡.她想知道小灯泡正常工作时的电阻.于是在学校实验室找来一些器材连接了如图所示的实验电路,电源电压恒定不变.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整(要求滑片向左移灯泡变亮)_________。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表指针有明显偏转,其故障原因是 ______ .
(3)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常工作时的电阻是 ______ Ω.
(4)完成上述实验后,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点 ______ (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为 ______ V
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点 ______ (选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U
③小灯泡额定功率的表达式为P额= ______ (用已知量和测量量表示)
④若将小灯泡换成发光二极管.测量发光二极管的电功率.发现在亮度相当的情况下.每次所测得的电功率都比小灯泡的小.从能量转化角度来分析.其原因是 ______________ .
【答案】 见解析所示 灯泡断路 10Ω 2 3.8 1 3.8(U-3.8)/R0 部分能量转化为光能,热能
【解析】(1)滑动变阻器要按“一上一下”的方式串联接入电路,要滑片向左移时灯泡变亮,此时电路中的电流变大,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故应将滑动变阻器的A接线柱与小灯泡的右接线柱连接,如下图所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,说明电压表并联部分断路,即小灯泡断路.(3)灯泡正常发光时的电压为3.8V,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.38A,由I=得,小灯泡正常工作时的电阻:R===10Ω.(4)①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为3.8V;②保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接1,读出电压表示数U;③此时定值电阻R0两端的电压:U0=U﹣U额=U﹣3.8V,通过灯泡的电流:I额=I0==,则小灯泡额定功率:P额=U额I额=3.8V×=.
④将小灯泡换成发光二极管,测量发光二极管的电功率,发现在亮度相当的情况下,每次所测得的电功率都比小灯泡的小,这是由于:发光二极管将电能转换成光能的效率更高导致的.