题目内容
【题目】在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池.
(1)连接电路时,开关应 .请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小.
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 .
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是 W.
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明选用一个R0=5Ω的电阻,设计了如图丁的电路及实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0,通过计算得到小灯泡的额定功率.
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一: ;问题二: .
【答案】(1)断开;如图所示;
(2)小灯泡短路;
(3)2.5;0.75;
(4)电压表正负接线柱接反;R0阻值偏大,电压表示数无法调到2.5V
【解析】
试题分析:(1)连接电路时,开关应断开;根据滑动变阻器特殊要求确定滑动变阻器的连接.
(2)移动滑片后,电流表有示数,说明电路中存在短路,电压表有示数,说明电压中间短路.
(3)测量小灯泡额定功率,电压示数应等于额定电压,读出电流表示数,由P=UI计算电功率.
(4)检查设计问题时,首先考虑电表的正负接线柱、量程,然后考虑能否满足设计要求.
解:(1)连接电路时,开关应断开;根据滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电阻变小,应接左边下接线柱,如图所示.
(2)移动滑片后,电流表有示数,说明电路中存在短路,电压表有示数,说明电压中间小灯泡短路.
(3)测量小灯泡额定功率,电压示数应等于额定电压2.5V,电流表量程0﹣0.6A,分度值0.02A,电流表示数为0.3A,由P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.
(4)只将电压表的a点接线改接到c点时,发现电压表的正负接线柱接反,当灯泡正常工作时电流大约为I=0.3A,U0=IR0=0.3A×5Ω=1.5V,U=U灯+U0=2.5V+1.5V=4V,
则根据实物图两节干电池,电源电压U=3V,则说明R0阻值偏大,电压表示数无法调到2.5V.
故答案为:(1)断开;如图所示;
(2)小灯泡短路;
(3)2.5;0.75;
(4)电压表正负接线柱接反;R0阻值偏大,电压表示数无法调到2.5V