题目内容
【题目】为测量小灯泡L1正常发光时的电阻R1,小明设计了一个如图甲所示的电路图,已知定值电阻Ω,滑动变阻器R(20Ω 1A),电源电压为18V,小灯泡L1的额定电压为6V,额定功率约为2. 4W。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最__________(选填“左端”或“右端”)
(2)小明正确连接电路后,进行实验。小灯泡L1正常发光时,电流表的指针如图所示,通过小灯泡的电流I1为__________A,正常发光时的电阻值R1为__________Ω。
(3)电路中定值电阻R0的作用是:________________。
(4)小明完成上述实验后,把电流表和小灯泡L1拆走了,小红利用小明剩余的器材和老师又给她的两个开关S1、S2及导线,重新设计了一个如图所示的实验电路,测出了另一盏小灯泡L2()正常发光时的电阻R2。
a. 为了测出小灯泡L2正常发光时的电阻R2,请只添加两条导线,帮助小红完成实验电路的连接;(____________)
b. 请把小红的实验步骤补充完整:
①先断开开关S2,再闭合开关S和S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为_______________;这时保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,记录下电压表的示数U;
②则R2=____________。
【答案】右端 0.4 15 使小灯泡正常发光且保护电路 12V
【解析】
(1)由图知道,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端;
(2)由电路图知道,滑动变阻器与灯泡、定值电阻串联,电压表应与灯泡并联,又因为小灯泡L1的额定电压为6V,额定功率约为2. 4W,所以,灯泡的额定电流大约是: ,由此可知,图中电流表的量程应是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,即正常发光时通过小灯泡的电流是:I1=0.4A,此时小灯泡的电阻是:R1==15Ω;
(3)定值电阻R0串联在电路中,起到分压限流的作用,使小灯泡正常发光且保护电路;
(4)a.因为没有电流表,可用电压表和定值电阻来代替电流表,应将定值电阻与待测电阻串联,电压表分别能够测出定值电阻和待测电阻两端的电压(或根据串联电路电压的关系测量),电路如图所示:
b.实验步骤:
①先断开开关S2,再闭合开关S和S1,则灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡L2的电压,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为L2的额定电压12V;这时保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,此时定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压,记录下电压表的示数U;
②当断开开关S2,闭合开关S和S1时,由串联电路的特点知道,I1= ,即R滑=R2 ① ,
当断开开关S1,闭合开关S2时,由串联电路的特点知道,I2= ②,
由①②解得R2=。