题目内容

小明和小华合作测量额定电压为2.5V小灯泡的功率,已知灯丝电阻大于8Ω,现有下列器材:干电池三节,电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(15Ω,1.5A)、开关各一个、导线若干.
(1)请在方框内画出实验电路图,并把实物图连接完整.
(2)实验中连接电路时,开关应
断开
断开
,滑动变阻器的滑片P应置于
A
A
端(选填“A”或“B”).
(2)他们测得的三次数据如下表,当电压表示数为2.5V时,此时电流表的示数如图,将示数填入表格.小灯泡的额定功率为
0.7
0.7
W.
实验次数 灯泡两端电压U/V 通过灯丝电流I/A
1 2.2 0.26
2 2.5
3 3.0 0.30
(3)小明分析表中数据后发现:当灯丝两端电压改变时,灯丝电阻也在改变.你认为引起灯丝电阻变化的原因是:
温度
温度
;有何生活经验或科技应用能支持你的观点(请举一例)
灯泡烧坏通常在闭合开关的瞬间
灯泡烧坏通常在闭合开关的瞬间

(4)实验过程中,由于不小心造成灯泡短路,则电路中可能出现的现象是:
灯泡不亮;电流表示数变大;电压表示数为零
灯泡不亮;电流表示数变大;电压表示数为零
(至少说出两点).
分析:(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;
(2)连接电路时,开关处于断开状态和滑动变阻器处于最大阻值处都能保护电路;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,再根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(4)从温度对电阻的影响分析随灯丝两端电压增大,灯丝电阻也改变的原因;找生活中电阻跟温度有关的现象,例如烧坏灯泡在闭合开关的瞬间;
(5)若小灯泡造成短路,则此处相当于导线,电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压为零.
解答:解:
(1)灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;滑动变阻器的任意接线柱与灯泡相联,如下图所示:

(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处的A端;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(4)由表中实验数据知:随灯丝两端电压的增大,流过灯泡的电流变大,灯泡实际功率P=UI变大,灯泡温度升高,灯丝电阻变大,这表明:灯丝的电阻随温度的升高而增大;
灯泡烧坏通常在闭合开关瞬间,原因是:闭合开关时,灯丝温度低,电阻小,根据Q=
U2
R
t,电压一定,通电时间一定,电阻越小,产生热量越多,熔断灯丝;
(5)小灯泡短路,则小灯泡不会发光,它两端的电压为零;由于电路中的总电阻减少,所以电流表的示数变大.
故答案为:
(1)电路图如上图所示;
(2)断开;A;
(3)0.7;
(4)温度;灯泡烧坏通常在闭合开关的瞬间;
(5)灯泡不亮;电流表示数变大;电压表示数为零.
点评:本题主要考查了实物图的连接、电压表量程的选择、实验的注意事项、电流表的读数和电功率的计算、灯丝电阻与温度的关系等,涉及到的知识较多,综合性很强,给解题带来难度.
练习册系列答案
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小明同学用如图所示的仪器进行“测量小灯泡功率”的实验,己知小灯泡额定电压是2.5V,(1)将图14的电路连接成完整的测量电路。

 (2)电路中滑动变阻器对电路起保护作用,因此闭合开关前,其滑片应移到最________ (选填“左”或“右”)端。闭合开关,移动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,电流表示数如图15所示,这时通过小灯泡的电流是________A。

(3)下面表一表二分别是小明和小东各自进行测量额定电压为2.5V同一小灯泡功率的实验收集的数据:

表一

实验次数

电压U/V

电流I/A

电功率P/W

1

1.5

0.16

0.240

2

2.5

0.25

0.625

3

2.8

0.27

0.756

 

 

表二

实验次数

电压U/V

电流I/A

电功率P/W

平均功率P/W

1

1.2

0.13

0.156

0.494

2

2.5

0.25

0.625

3

2.7

0.26

0.702

他们完成实验进行相互交流时,小明认为该小灯泡的额定功率为0.625W而小东认为该小灯泡的额定功率为0.494W,你认为________的说法正确。理由是_______________________。

(4)完成上述实验后,小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值(约10Ω)。他用电阻

丝替换了小灯泡,闭合开关,发现电压表已损坏,将其拆除,小明认为不改变其它电路元

件连接方式,也能完成实验。请你帮助小明完成实验。已知滑动变阻器最大阻值为R′,电

源电压恒定不变。  (写出实验操作和电阻Rx最后表达式)

实捡操作步骤

表达式:Rx=

 

 

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