题目内容
【题目】如图所示是“测量小灯泡的电功率”的实验,所用小灯泡上标有“3.8V”字样,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,电源电压为6V保持不变:
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,把电路连接完整(滑片P左移时灯变亮);
(__________)
(2)连接好电路后,闭合开关,小明发现移动滑动变阻器滑片,小灯泡不发光,电压表示数为零。进一步观察并检查电路,发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。电路可能的故障是_______(选填“小灯泡灯丝断了”或“滑动变阻器断路”)(假设电路只有一处故障);
(3)故障解决后继续实验,如图乙所示为某时刻电压表的读数,为了测量小灯泡的电功率,应将滑片向_______(选填“左”或“右”)端滑动。灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示,则灯泡的额定功率为_______W;
(4)在甲图中,小明误将电压表并联在滑动变阻器两端,调节滑动变阻器,当电压表示数为_______V时,小灯泡正常发光。用此方案,在确保各元件安全的情况下,小明记录了电流表和电压表的若干组数据,根据测量的数据绘出的图像可能是图中的_____(选填“A”或“B”)。
【答案】 滑动变阻器断路 左 1.14 2.2V B
【解析】
(1)[1]灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表的量程为0~15V,且与灯泡并联,电流从正接线柱流入负接线柱流出;滑动变阻器滑片P左移时灯变亮,说明电阻变小,根据一上一下的原则接在下面左边接线柱,串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]如果小灯泡的灯丝断了,则电压表与电路中其它元件串联,因电压表内阻很大,根据欧姆定律和分压原理,电流表示数接近0,电压表示数接近电源电压,小灯泡分得的电压很小,不发光;如果滑动变阻器断路,则电压表、电流表均无示数,小灯泡不发光;故故障的原因是滑动变阻器断路。
(3)[3][4]电压表小量程的分度值为0.5V,示数为2.5V,所以,应增加灯两端的电压减小滑动变阻器的电压,根据分压原理,就要减小变阻器连入电路中的电阻,所以,应将滑片P向左端移到合适位置,电流表示数的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(4)[5]小灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为3.8V,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压为
当滑动变阻器两端的电压变大时,滑动变阻器电阻变大,则电路中的电流减小,故B图为绘出的图象。