题目内容
【题目】如图甲是小明同学设计的测小灯泡电功率的实验电路(灯泡额定电压U额=2.5V)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(__________)
(2)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是________;
A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路
(3)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的时数为2V,则应向________(左/右)端移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数等于2.5V时为止,此时电流表的示数如图乙所示为___________,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)同组的小悦同学也设计了一个电路图(如图丙),测出了该小灯泡正常发光时的功率,其中定值电阻R的阻值为25Ω,正确操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1=_____A;
②闭合开关S和_____,断开开关_____,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I2;
③小灯泡额定功率表达式为P额=_____(用符号表示)。
【答案】 C 右 0.3A 0.75 0.1 S1 S2 U额(I2﹣I1)
【解析】
(1)[1]原电路中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与灯串联,电压表与灯并联,如下所示:
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表有示数且很小,说明电路为通路,电路中的电阻较大,接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,故选C。
(3)[3]灯在额定电压下正常发光,示数为2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
[4][5]图乙中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
小灯泡的额定功率为0.75W。
(4)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用,故将R与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为I1=时,由并联电路电压的规律,灯的电压为2.5V,灯正常发光;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流。故操作过程如下:
[6]只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为
I1==0.1A
电流表示数为0.1A。
[7][8]只闭合开关S和S1, 断开开关S2,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I2。
[9]在步骤①中,电流表测定值电阻的电流,定值电阻的电压为2.5V,根据并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;在步骤②中,电流表测R与灯并联的总电流,由于电路连接关系没有改变,各电阻的电压和电阻大小不变,故通过灯的电流不变,由并联电路电流的规律,灯的额定电流为
IL= I2 I1
小灯泡额定功率表达式为P额=U额(I2 I1)。