题目内容
【题目】小明想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“10Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到最_____(左/右)端;
(2)他检查电路,发现一处连接错误,只改变了一根导线的连接就将电路修改正确,请你在错误的导线上打“×”,并补画上正确的连线;
(______)
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表也无示数,小明向老师求助,王老师在不拆开原电路的情况下,借助另一只电压表就很快找出了故障原因:电流表内部断路了。王老师找出这个故障的相应操作为_____,他观察到的现象为_____;
(4)排除故障后,小明移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I(I-U)图象如图乙所示,根据灯丝电阻随温度升高而增大,可以判断图象的横坐标为_____(电压/电流);
(5)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_____W;
(6)取下小灯泡,将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻分别接入电路中原小灯泡位置,可利用该电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。控制电压一定时,下列电压值可以选取的是_____。
A.1.5V B.2V C.2.5V D.3V
【答案】右 将电压表与电流表并联(合理均给分) 电压表有示数 电压 0.8 D
【解析】
(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即最右端。
(2)[2]甲图中,电流表与灯并联,电压表与灯串联是错误的,电压表应与灯并联,电流表与灯串联,如图所示:
(3)[3][4]将电压表并联在电流表两端,若电流表为通路,则电压表没有示数;电压表有示数,说明电压表之外的电路为通路,则故障是电流表内部断路了,故找出这个故障的相应操作为:将电压表并联在电流表的两端,他观察到的现象为电压表有示数。
(4)[5]根据灯丝电阻随温度升高而增大,由欧姆定律,电压的增大量大于电流的增大量,因此图象的横坐标为电压。
(5)[6]当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,电流为0.32A,则小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
小灯泡的额定功率是0.8W。
(6)[7]探究电流与电阻的关系,应控制电阻两端的电压一定(即电压表示数不变),设电压表最小示数为U′,根据串联电路电压的规律可知,变阻器的电压为一定值,由串联分压原理有
=
式中左边为一定值,当定值电阻最大时,变阻器的最大电阻连入电路中,即有
=
解得最小电压为U′=2.7V,则可以选取的电压值是3V,故选D。