题目内容
【题目】在测量小灯泡额定功率的实验中,提供的电源是由三节新的干电池组成的电池组,小灯泡的额定电压为2.5V(灯正常发光时电阻在12Ω左右),如图(甲)是设计的实验电路图,如图(乙)是未连接完整的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整。(要求滑片向左移动时灯泡变亮)________
(2)张欣同学在进行实验时,连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮。他将滑片由B端向A端移动过程中,开始一段时间灯泡仍然不亮,两表均无示数,但当滑片移动到线圈某点M时,灯突然发光且很亮,电压表、电流表均有较大示数,他立即断开开关,查找原因,你认为出现以上现象的原因是(_____)
A.滑动变阻器被短路 B.滑动变阻器最大阻值太大
C.滑动变阻器线圈在B、M间有断路 D.滑动变阻器线圈在A、M间有断路
(3)更换了一个“8Ω,0.5A”的滑动变阻器后,重新连接电路继续实验,但闭合开关后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都不能达到2.5V,原因可能是_________。如手边只有一个“4Ω,0.5A”的滑动变阻器和一个20Ω的定值电阻可选用,为完成实验,应采取的措施是:断开开关,__________,重新连接电路。
(4)解决以上问题后,闭合开关,缓慢移动滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图所示,则灯牌的额定电流为_______A,灯泡的额定功率为______W。
(5)测出小灯泡额定功率后,刘浩同学提出,只测一次可能会出现较大误差,如果要减小误差,应把滑片移开后重新缓慢移动滑片并使电压表示数为2.5V,重新读出电流表示数,计算小灯泡的额定功率,并多次重复以上步骤,将各次测得的额定功率求平均值以减小误差,你认为刘浩的提议______。
A.方法正确但不能减小误差 B.方法正确且能减小误差 C.没有必要且方法错误
(6)某实验小组的同学除了测灯泡额定功率外,还记录了灯泡在不同电压下电流表的示数,并根据记录的数据正确绘制了灯泡的I-U图像,他们绘制的图像与如图中________图一致。
【答案】 C 滑动变阻器的阻值太小 串联“4Ω,0.5A” 0.22 0.55 C 丙
【解析】分析:(1)滑动变阻器应与被控制用电器串联,根据滑片移动方向灯泡亮度变化确定其接线柱,根据小灯泡的额定电压确定电压表量程,电压表并联在小灯泡的两端;
(2)灯泡不亮,两表均无示数,说明电路有断路;灯突然发光且很亮,电压表、电流表均有较大示数,说明滑动变阻器连入电路的阻值太小;
(3)影响电压表的示数的原因,一是电源电压的大小,二是变阻器的最大阻值太小;可以再在电路中串联一个4Ω的滑动变阻器重新实验;
(4)弄清电流表的量程和分度值,读出电流值,根据求出额定功率;
(5)额定功率是指灯泡在额定电压下的功率;
(6)灯泡的电阻随着温度的升高而增大,根据作出分析和解答。
解答:(1)由题知,滑动变阻器应与灯泡串联,从而控制灯泡亮度,滑片左移灯泡变亮,说明变阻器连入阻值减小,故应将A接线柱接入电路;电压表与灯泡并联测其两端电压,因为其额定电压2.5V,所以电压表使用0-3V量程。如图所示:
(2)灯泡不亮,两表均无示数,说明电路有断路;当滑片移动到线圈某点M时,灯突然发光且很亮,电压表、电流表均有较大示数,说明滑动变阻器连入电路的阻值太小,综上所述出现以上现象的原因是:滑动变阻器线圈在B、M间有断路;
(3)由题意知,总电压为4.5V,滑动变阻器两端的电压应为,根据串联电路的电流相等:
,解得R滑=9.6Ω,无法使电压表的示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使灯泡两端达到2.5V;为了达到实验目的,可以再在电路中串联一个“4Ω,0.5A”的滑动变阻器后重新实验;
(4)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.22A,灯泡的额定功率
(5)额定功率是指灯泡在额定电压下的功率,随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,小灯泡的实际功率是不断变化的,因此求功率的平均值是没有意义的;
(6)灯泡的电阻随着温度的升高而增大,根据可知,电流变化量会越来越小,故选丙图象。
故答案为: (1). (2). C (3). 滑动变阻器的阻值太小 (4). 串联“4Ω,0.5A” (5). 0.22 (6). 0.55 (7). C (8). 丙
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