题目内容
【题目】在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(________)
(2)闭合开关后小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了_____(选填“短路”或“断路”)。
(3)移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示,为_____V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向_____(选填“左”或“右”)端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I—U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是_____W。
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下。请补充完整:
①_____;
②闭合开关S、,断开开关,记下此时电流表的读数为;
③小灯泡的额定功率的表达式_____。
【答案】 断路 2.2 右 0.75 闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数I=I额 P额=R0(I额)I额
【解析】
(1)[1]灯泡正常发光时的电流
I===0.3125A
所以电流表选用小量程,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如下图所示:
(2)[2]电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为小灯泡发生了断路。
(3)[3]电压表使用03V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压表示数为2.2V。
[4]要使灯泡正常工作,灯泡两端电压须从2.2V增大到2.5V,就要减小变阻器两端的电压,根据串联电路分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)[5]从图象得知,灯泡在2.5V下正常工作的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[6]①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数I=I额,此时灯泡正常发光;②闭合开关S、S1,断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I1,即测出了干路电流。
[7]根据并联电路电流规律可得,定值电阻R0的电流为
I0=I额
定值电阻R0两端的电压为
=I0R0=(I额)R0
因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压,所以灯泡的额定功率为
P额=U0I额=R0(I额)I额