题目内容
【题目】在测量小灯泡的电功率的实验中,小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间。所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V)、开关各一个,滑动变阻器(50Ω 1A)一个,导线若干
(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物电路,请用笔画线代替导线将实物图补充完整______。
(2)闭合开关前,甲图中的滑片P应位于____(选填“左”或“右”)端;闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是____。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3 A时,电压表的示数如图乙所示,读数为____V,小灯泡的额定功率为____W。
(4)小红没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小明的相同,也测出了小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示电路图,请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式。 实验步骤:
①按图连接电路; 然后只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为____;
②再闭合开关S2,滑片P位置____ (填:“动”或“不动”),记下电流表示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式:P额=____。(可能用到的物理量有:电源电压U、灯泡的额定电流Ie、滑动变阻器的最大阻值R0、实验中测得的I)
(5)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于____Ω。
【答案】 略 右 灯泡断路 4 1.2 0.3A 不动 Ie(U-- IeU/I) 25
【解析】小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,根据欧姆定律,小灯泡两端电压在3V之间,所以电压表应选0量程,并联在小灯泡两端。
闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置,故甲图中的滑片P应位于右端。若闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是灯泡断路。
电压表量程为0~15V,示数如图乙所示,则读数为4V。小灯泡的额定功率。
(4)由图丙可知,只闭合开关S1,滑动变阻器与小灯泡串联,已知小灯泡的额定电流,因此①移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.3A时,小灯泡正常发光。
②再闭合开关S2,小灯泡被短路,电路中只有滑动变阻器,保持滑片P位置不动,记下电流表示数为I;则此时滑动变阻器连入电路中的阻值为U/I,已知电源电压为U,根据串联电路的电压关系U=UR+UL可得:
小灯泡两端额定电压 U额=U-
小灯泡的额定功率的表达式:P额 =U额Ie=
(5)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,应保持电压表示数一定,若保持电压表示数始终为2V,则根据串联电路电压关系可知,滑动变阻器两端电压为4V。已知滑动变阻器最大阻值为50Ω,因为“串联分压”,有
R=25Ω
故为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于25Ω。