题目内容
【题目】小红作“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω,1A”和R2“50Ω,0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干.
(1)小红设计了图甲所示的电路,她应选用规格为的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”),该实验中滑动变阻器的作用是和
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是 .
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U﹣I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为W.
(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是灯丝 .
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率.步骤如下: ①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= .
【答案】
(1)R2;保护电路;改变灯泡两端的电压
(2)小灯泡断路
(3)0.625
(4)的温度
(5)0.25;滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值);U额I(或2.5VI)
【解析】解:(1)灯的额定电压为2.5V,据欧姆定律知,灯正常发光的时的电流约为I= =0.25A,由串联电路电压的规律,变阻器要分去U滑=6V﹣2.5V=3.5V的电压,滑动变阻器的阻值至少为R滑= =14Ω.根故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器; 变阻器的基本作用是保护电路,因测量小灯泡在不同电压的电功率,所以,本实验中滑动变阻器还有改变灯两端的电压的作用;(2)经分析,若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是小灯泡断路;(3)由图乙知,当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A,小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W;(4)因灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值,所以,由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是灯丝温度;(5)②小红增加了一只10Ω的定值电阻R,因当电流表示数为I= =0.25A时,R两端的电压一定为2.5V,
根据并联电路电压的特点,灯的电压为2.5V,灯一定正常发光,所以,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变,将电流表改接在所在灯支路中,此时电路的连接关系没有改变,只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I,R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变,灯仍正常发光,通过灯的电流I即为灯正常发光时的电流大小.所以,断开开关,保持滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值)不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I(或2.5V×I).
所以答案是:(1)R2;保护电路;改变灯泡两端的电压;(2)小灯泡断路;(3)0.625;(4)的温度;(5)②0.25;③滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值);④U额I(或2.5VI)