题目内容
【题目】在测定“小灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V(正常发光时电阻约为20Ω),滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样。如图
(1)实验中,小王同学闭合开关,发现小灯泡不亮,且电压表有明显示数,电流表无示数,则故障的原因可能是__________;
(2)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数为2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向_________端滑动(选填“左”或“右”);
(3)小红同学在实验结束与同学讨论时说:“该实验电路也可以用来研究电流与电压的关系”。小红的说法是否正确,为什么? 、 。
(4)若电压表的0~15V 量程已损坏,只能使用0~3V 量程,其它器材不变,如何测出小电灯的额定功率?在虚线框中画出测量电路图;
(5)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=15Ω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)灯泡断路;(2)右;(3)不正确;灯丝电阻随温度的变化而变化;(4)
(5)R0的阻值太大,电压表的示数无法调至3.8V;只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压.
【解析】试题分析:(1)灯泡不亮,电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明灯泡断路;(2)由题意知,电压表示数是2V<3.8V,因此滑动变阻器滑片应向右端移动,减小滑动变阻器接入电路阻值,减小分压,增大灯泡分压,直到电压表示数为灯泡额定电压3.8V为止;(3)这个实验不能用来研究电流与电压的关系,因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,而电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变.(4)电压表大量程损坏,当灯泡正常发光时,变阻器两端的电压为:U滑=6V-3.8V=2.2V,所以可将电压表与滑动变阻器并联,接线选用小量程,当电压表示数为2.2V时,可使灯泡正常工作;电路图设计如下:
(5)由题意知,电源电压约为3V,灯泡正常发光时电阻约为8Ω,当变阻器电阻为零时,设灯泡两端的电压为U,根据串联电路的特点:,即,解得:U≈1.8V,所以无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光;保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压.故答案为:(1)灯泡断路;(2)右;(3)不正确;灯丝电阻随温度的变化而变化;(4)见上图;(5)R0的阻值太大,电压表的示数无法调至3.8V;只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压.