题目内容
【题目】实验室电源电压为6V,要测量小灯泡的额定功率,某同学选择一个额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω左右的小灯泡,并画出了电路图(图甲)。
(1)若按照该同学设计的电路图进行实验,实验室里有最大阻值是10Ω和50Ω的滑动变阻器,你认为应该选择最大阻值为_______Ω的滑动变阻器;
(2)将图乙中的滑动变阻器和电压表(选用合适的量程)接入电路__________;
(3)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,灯泡不亮,但电压表和电流表都有示数,按照图乙的连接图判断,要让灯泡发光,你的操作是__________________;
调整电路正常后开始实验,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表突然变得无示数,电压表的示数是6V,你判断故障可能是__________________;
(4)为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系,做了多次实验,并根据实验数据绘出了小灯泡的U-I图像(如图丙所示)。请根据图像信息计算出小灯泡的额定功率是______W。
【答案】 50 将滑动变阻器的滑片向左移动 小灯泡断路 0.5
【解析】(1)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流: ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器接入电路中的电阻:
,故选最大阻值是50Ω的滑动变阻器;(2)灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程为0~3V且与灯泡并联,滑动变阻器的任意上方接线柱与灯泡相连,如下图所示:
(3)电压表和电流表都有示数说明电路通路且灯泡没有短路,灯泡不亮的原因是实际功率太小,下一步的操作是:将滑动变阻器的滑片向左移动;灯泡突然熄灭,电流表的示数突然变得无示数,电压表的示数是6V,说明电压表并联部分断路,故障可能是小灯泡断路;(4)由图象可知,灯泡两端的电压UL=2.5V时,通过的电流IL=0.2A,则灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W.故答案为:(1)50;(2)如上图所示;(3)将滑动变阻器的滑片向左移动;小灯泡断路;(4)0.5.