题目内容
【题目】学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格.实验员提供了以下器材:待测小灯泡、铭牌为“10Ω 2A”、“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个、电流表、电压表、二节1.5V的干电池、开关、导线.
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整.
(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变.发生故障的原因可能是滑动变阻器 , 或者灯泡 .
(3)正确连接电路后,闭合开关S,小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围小,原因是:;应换用铭牌为的滑动变阻器;
(4)小明更换器材后完成实验,应用实验数据作出“U﹣I”关系图象如图丙所示,由图可得小灯泡实测的额定功率为W,该小灯泡(选填“符合”或“不符合”)制造规格;
(5)由“U﹣I”关系图象可知,当小灯泡两端的电压为0.5V时,它的电阻是Ω;进一步分析图象可得小灯泡的电阻随着它 两端电压的升高而升高(选填“增大”、“减少”或“不变”).
(6)小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小,P1应P2(选填“大于”、“小于”或“等于”).
【答案】
(1)
(2)短路;断路
(3)滑动变阻器阻值太小;50Ω1A
(4)0.75;符合
(5)5;增大
(6)大于
【解析】解:(1)把电流表的负接线柱与滑动变阻器的B接线柱相连,滑动变阻器的C接线柱与灯泡的右接线柱相连,如下图所示: ;(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,则说明变阻器分得电压接近为0,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变,即变阻器失去了变阻的作用,发生故障的原因可能是:滑动变阻器同时接上面两个接线柱或滑动变阻器短路了;发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变,即电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则可判断灯泡断路了;(3)如果其它元件规格符合要求的情况下,滑动变阻器总阻值太小,根据串联电路的特点可知,滑动变阻器阻值太小时,滑动变阻器分得的电压小,使得小灯泡两端的电压调节范围小,应换用铭牌为“50Ω 1A”的滑动变阻器;(4)根据图丙可知,灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,该小灯泡符合制造规格;(5)根据图丙可知,灯泡两端电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.1A,
根据I= 可知灯丝的电阻:R= = ═5Ω;
因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以当小灯泡电压增大时,灯丝电阻将增大.(6)因为P= 所以灯泡实际电压为其额定电压一半时,它的实际功率P1> P额;
因为P=I2R
所以实际电流等于额定电流一半时,实际功率P2< P额 ,
故P1>P2;
所以答案是:(1)见上图;(2)短路;断路;(3)滑动变阻器阻值太小;50Ω1A;(4)0.75;符合;(5)5;增大;(6)大于.