题目内容
【题目】小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验器材如下:电源(电压为6V)、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器两只:R1(20Ω,0.5A),R2(50Ω,0.5A)
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是_____。正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是_____。
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙),则小灯泡的额定功率为_____W.可以看出,随着电压增大,小灯泡的实际功率_____,电阻_____(以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。灯丝电阻的改变是因为_____的改变。
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现細定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现原因是这只灯泡的灯丝明显变细,因此它电阻_____’消耗的实际功率_____。(以上两空选填“变大”、“变小”,或“不变”)
(4)灯泡的功率测量完毕,小明将电路中的灯泡先后分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻代替,探究电流与电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,他控制电压一定的大小为_____,当定值电阻阻值为15Ω时,要调节滑动变阻器,使其连入电路的阻值为_____,可见小明应选用滑动变阻器_____(选填“R1”或“R2”)。
【答案】 电流调零 灯泡断路 0.625 变大 变大 温度 变大 变小 2.5V 21Ω R2
【解析】(1)当电表的指针开始时不在零点时应进行机械调零;灯泡都不亮,电流表示数为0,电路可能出现断路,电压表示数为6V,等于电源电压,说明电压表与电源之间是通路,所以故障原因可能是灯泡断路了,(2)由图象知,当电压为2.5V时,电流为0.25A,所以P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;从图像可以看出,随着电压增大,小灯泡的电流增大,故小灯泡的实际功率变大,电阻变大。灯丝电阻的改变是因为温度的改变。(4)由图象知,不同阻值的电阻两端电压等于0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=2.5V,应控制电压为2.5V,假设选择15Ω的定值电阻与滑动变阻器串联,由知,要保持定值电阻两端电压为2.5V不变,滑动变阻器接入电路的电阻为21Ω,所以滑动变阻器选择“50Ω0.5A”。
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