题目内容
【题目】小宝同学要测量一个小灯泡的电功率,已知电源电压是6 V,小灯泡的额定电压是2.5 V,灯丝电阻大约为10 Ω,滑动变阻器的规格有A“10 Ω 1 A”,B“20 Ω 1.5 A”
(1)为了测小灯泡的额定功率,滑动变阻器应选__________(选填“A”或“B”)。请用笔画线代替导线帮小宝同学将如图-甲中的实物图连接完整,要求:滑片向右移动时灯变亮_________。
(2)故障排除后,为了测出小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为__________V,此时电流表的示数如图-乙所示,则小灯泡的额定功率为__________W。
(3)为了考察同学们的能力,老师拿来了一个已知额定电流为0.2 A,但额定电压未知的小灯泡,一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2,一个电压表,一个滑动变阻器和导线若干,利用上面的器材为同学们设计了如图-丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率,请你将下列实验步骤补充完整;
①________________(选填开关S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为__________;
②闭合开关S、S2,断开S1,________________________(选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”),读出电压表的示数为U;
③灯泡额定功率的表达式为:P=________________________。
【答案】 B 2.5 0.95 只闭合开关S、S1 0.2 A×R 保持滑动变阻器的滑片不动 (U-0.2A×R )×0.2 A
【解析】(1)电源电压是6V,小灯泡的额定电压是2.5V<3V,灯丝电阻大约为10Ω,灯正常工作时的电流大小:I= =0.25A<0.6A,电流表选用小量程,灯正常发光时,变阻器分得的电压U滑=UUL=6V2.5V=3.5V,变阻器连入电路中的电阻:R滑==14Ω,考虑到电阻和变阻器允许通过的最大电流,应选用B规格的变阻器;因要求滑片向右移动时灯变亮,即电流变大,电阻变小,即滑片以右电阻丝连入电路中。电流表、电压表选用小量程,电流表串联在电路中,电压表与灯并联,如下所示:
(2)灯在额定电压下的功率为额定功率,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,图中电流表分度值为0.02A,示数为0.38A,则小灯泡的额定功率PL=ULI=2.5V×0.38A=0.95W;泡额定电压为3.8V,电压表选015V量程,把滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,实物电路图如图所示:(3)①只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为0.2A×R;②闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表的示数为U;③在上面的操作过程中,电路的连接关系不变,滑片的位置不动,各用电器的电压不变,灯仍正常发光,故灯的额定电压为UL额=U0.2A×R,灯泡额定功率的表达式为:P=IL额×UL额=0.2A×(U0.2A×R).