题目内容
【题目】如图1是小明“测量小灯泡电功率”的电路,灯泡的额定电压为2.5V(电阻约10Ω)、电源电压恒为6V。
(1)为保证实验顺利进行,应选择下列哪个滑动变阻器接入电路中_____;
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,发现电压表示数为2.7V,要使灯泡正常发光,下一步操作应该是:将滑片P向_____(填“左”或“右”)端移动;
(3)实验数据如表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
发光情况 | 非常亮 | 明亮 | 较亮 | 较暗 | 熄灭 |
电压U/V | 3.0 | 2.5 | 1.7 | 1.3 | 0.5 |
电流I/A | 0.30 | 0.28 | 0.24 | 0.21 | 0.16 |
分析实验数据可知:
①第5次实验,灯泡熄灭的原因是_____;
②小灯泡断电后的电阻可能是_____;
A.0Ω B.2Ω C.10Ω D.11Ω
(4)完成上述实验后,小明向老师又要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图2所示的电路测量灯泡的额定功率。请完成实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点_____(选填“1”或“2”),移动滑片P,使电压表的示数为_____V;
②再将开关S2拨到触点_____(选填“1”或“2”),保持滑片P的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=_____(用已知量和测量量符号表示)。
【答案】B 右 灯的实际功率太小 B 2 2.5 1
【解析】
(1)当灯正常发光时,电路中的电流约为I===0.25A,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器连入的电阻为R滑===14Ω>10Ω,所以滑动变阻器选B:20Ω 1A。
(2)当电压表示数为2.7V,大于小灯泡的额定电压,要使灯泡正常发光,当增大滑动变阻器的阻值时,滑动变阻器分得的电压增大,因此滑片要向右端移动,直到电压表的示数为2.5V;
(3)①灯在额定电压下的功率为额定功率,分析数据可知,灯在额定电压下的电流0.28A,小灯泡的额定功率为:P=UIL=2.5V×0.28A=0.7W;第5次实验中,灯泡的实际功率:==0.5V×0.16A=0.08W,通过计算知灯的实际功率太小,达不到发光功率,所以灯泡熄灭;
②金属导体的电阻与温度有关,小灯泡的电阻主要是受到温度变化的影响;由表中第5组实验数据可知,此时灯泡电阻R===3.125Ω;灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,小灯泡在断电一段时间后,灯丝温度降低,灯泡的电阻减小,但不会为0,则灯泡电阻可能是2Ω;故选:B。
(4)①首先使灯泡两端的电压为2.5V,使其正常发光,所以闭合开关Sl,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为2.5V;
②再测定值电阻两端的电压,将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U,则定值电阻两端的电压为U﹣2.5V;
③电路中的电流I=;则灯泡额定功率的表达式为P额=U额I=2.5V×I=。