题目内容
【题目】小明按如图所示的电路图做“测量灯泡的电功率”的实验。实验室可提供下列器材:
A.电流表
B.电压表
C.滑动变阻器R(阻值0~20Ω)
D.电阻为6Ω的待测灯泡L(电阻不随温度变化)
E.电源E(电压4.5V并保持不变)
F.开关S及导线若干
(1)根据电路图和实验室提供的器材,可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为______A;加在灯泡两端的最大电压为______V。
(2)若小明所选电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~0.6A,实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一,则测出的灯泡的功率范围只能是______。
(3)小明按电路图连接好电路后进行实验,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时电压表无示数。为查出电路故障,小明进一步观察并检查电路,当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时,小明结合前面的观察,就可判断出电路的故障:如果小明观察到电流表有示数,则故障是______;如果小明观察到电流表无示数,则故障是______。
(4)排除故障后,小明继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格。你认为这张表格的设计是______(正确/错误)的。
次数 | U/V | I/A | P/W | 平均值P/ W |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
【答案】0.173 4.5 0.24W ~ 1.5 W 灯泡短路 滑动变阻器断路
错误
【解析】
(1)[1]当滑片滑到最右端,电路电阻最大为
所以电路最小电流为
[2]滑片滑到最左端时,灯泡两端电压最大,等于电源电压,灯泡电压为4.5V。
(2)[3]当灯泡两端电压为1V时(量程),灯泡电流为
(量程)
不符合题意。
当灯泡中的电流为0.2A时(量程),灯泡电流为
(量程)
符合题意。
所以,0.2A 为灯泡的最小电流,所以灯泡最小功率为
当灯泡中的电流为0.6A时(满量程),灯泡电压为
(满量程)
不符合题意。
当灯泡中的电压为3V时(满量程),灯泡电流
(满量程)
所以3 V为灯泡的最大电压,所以灯泡最大功率为
综上,灯泡功率在0.24W~1.5 W。
(3)[4][5]经检查,电源、开关、电压表、电流表。导线及其连接完好,故障在灯与滑动变阻器上。
电压表无示数,电流表有示数时,电路短路,电压表测导线电压,灯泡短路。
电压表无示数,电流表无示数时,电路断路,电压表并联在以外的滑动变阻器断路,
(4)[6]灯泡电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值一栏是错误的。