题目内容
【题目】在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω.
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接__________;
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是________(选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W;
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻R,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻R的阻值不能大于________Ω.
【答案】小灯泡断路A0.620
【解析】
(1)因灯的额定电压为2.5V,所以电压表选小量程,灯正常工作时的电流约,电流表也选小量程,将滑动变阻器串联接入电路,注意接线柱要“一上一下”,如图所示:
(2)灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,故电压表并联部分断路,即电路中发生的故障可能是:小灯泡断路;
(3)电压表示数为1.8V小于额定电压,应减小滑动变阻器两端的电压,所以,应向A端移动滑片,使滑动变阻器两端分得电压减小,则灯两端的电压会升高,最终使灯泡两端的电压为额定电压2.5V;
如乙图,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,其读数为0.24A,所以小灯泡的额定功率:;
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻R,记录各次电流表的示数,进行探究实验;
根据串联电路的分压特点知,滑动变阻器两端的电压为:,
又由于串联电路中电流相等,可得:,即电阻与电压成正比,所以:
,因为所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω,所以解得:
,
即在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻R的阻值不能大于20Ω.