题目内容

小明想测标有“3.8V”小灯泡的额定功率(阻值约为1OΩ),实验器材如下:学生电源(有3V、6V、9V三档)、电阻R1=4Ω、两块电流表(0-0.6A、0~3A)、两只滑动变阻器(A、“5Ω2A”.B、“1OΩ lA”).请完成下列实验:
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(1)请根据图甲中的电路图,将图乙中的实物电路连接完整.
(2)实验中,小明应选用学生电源的
 
V档,滑动变阻器选用
 
(选填A或B)
(3)利用图乙,写出小明测小灯泡额定功率的具体实验过程.
分析:(1)根据灯泡额定电压及定值电阻阻值求出灯泡正常发光时,通过定值电阻的电流,根据该电流确定电流表A2的量程,根据灯泡正常发光时的电流确定电流表A1的量程,感觉电路图连接实物电路图.
(2)根据灯泡额定电压与灯泡正常发光时的电流选择电源电压,根据灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值选择滑动变阻器.
(3)根据实验原理合理安排实验步骤.
解答:精英家教网解:(1)灯泡正常发光时电流约为I=
UL
RL
=
3.8V
10Ω
=0.38A,
则电流表A1选择0~0.6A量程;灯泡正常发光时,通过电阻R1的电流
I1=
UL
R1
=
3.8V
=0.95A>0.6A,则电流表A2应选择0~3A量程,
根据电路图连接实物电路图,实物电路图日如图所示.
(2)灯泡额定电压为3.8V,电源电压3V小于3.8V,
因此电源电压不能选3V;如果电源电压为9V,则电路最小电流
I=
U
RL+R滑最大
=
9V
10Ω+10Ω
=0.45A,大于灯泡正常发光时的电流0.38A,
因此电源电压不能选9V电压,电源电压应为6V;灯泡正常发光时,
滑动变阻器两端电压U=U-UL=6V-3.8V=2.2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
R=
U
I
=
2.2V
0.38A
≈5.8Ω>5Ω,滑动变阻器应选B、“1OΩ lA”.
(3)实验步骤:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电流表A2的示数是0.95A时,记下电流表A1的示数I,由公式P=UI计算灯泡的额定功率.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)6;B;(3)如上所述.
点评:本题考查了连接实物电路图、实验器材的选择、补充完善实验步骤,本题难度较大;连接实物电路图时要注意电表量程的选择,注意电表正负接线柱不要接反.
练习册系列答案
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实验室里,小明想观察小射灯(额定电压为2.5V)的发光情况,他用导线直接把小射灯接到两节铅蓄电池串联而成的电源两端,刚一通电小射灯的灯丝就被烧断了.
(1)导致小射灯被烧坏的原因是小射灯的实际电压
大于
大于
额定电压.
小明换了一只新的同规格的小射灯,并选择了标有“20Ω lA”字样的滑动变阻器及其它相应实验器材,准备完成“测量小灯泡电功率”的实验,查阅说明书知道小射灯的电阻约为10Ω后,小明就着手连接了部分电路如图甲.

(2)小明连接的电路中有错误,请用笔在错误处划“×”标明.
(3)错误改正后,请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整.根据你所连的电路图判断,在实验前滑片的位置应该放在
端.
(4)闭合开关后,小明发现小灯泡不发光,经检查是由于某根导线断了造成的.如果给你图乙的电路进行检测,检测时你应该将图甲中的开关处于
断开
断开
状态,然后将两只鳄鱼夹分别夹在每一根导线的两端,若检验灯发光说明被检测导线
没断
没断
(选填“断了”或“没断”).
(5)更换掉断了的导线,闭合开关,将变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是
0.75
0.75
W,此时小灯泡灯丝的电阻是
8.3
8.3
Ω.
(6)小明又接连正确进行了三次实验并将数据处理后填入了下表.分析实验数据发现:灯丝电阻越来越小,这是因为
灯丝电阻受温度的影响
灯丝电阻受温度的影响
物理量 1 2 3 4
U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
I/A 0.30 0.26 0.24 0.20
R/Ω 7.7 6.3 5.0
(7)小明查找资料时发现有一种热敏电阻的阻值具有和灯丝电阻随温度变化规律相反的性质.他设法找到了这种热敏电阻代替小灯泡接入图甲的电路中,并将滑片调到适当位置,设计了一个简易的测温装置.若要满足温度升高时测温装置的示数变大,应将图甲中
电压表
电压表
的表盘改装成测温装置的刻度盘.
一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为8Ω.小明想测量它的额定功率,实验室中有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各1个,规格分别为“l0Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器2个,导线若干.
(1)小明设计了如图甲所示电路,他应选用规格为
50Ω0.5A
50Ω0.5A
的滑动变阻器.
(2)图乙是小明根据电路图连接的实物图.闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮;经检查是由于一根导线连接错误.请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在
B
B
端(填“A”或“B”).
(3)小明正确连线后,继续实验.当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示为
0.32
0.32
A,小灯泡的额定功率是
0.8
0.8
W.
(4)实验结束后,小明整理实验器材时,发现滑动变阻器的AP部分比PD部分热,这是因为
AP部分的电阻比PD部分的电阻大
AP部分的电阻比PD部分的电阻大

(5)某学生在实验时,把电流表与电压表的位置交换连接了,闭合开关后会造成
D
D
.(填选项前的字母)
A.电流表烧坏        B.电压表烧坏    C.小电灯烧坏        D.小电灯不亮
(6)另一学生按图连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数.经检查,导线连接完好,则电路故障是:
小电灯断路
小电灯断路
.排除该故障换用新元件后,闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处是:
闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处
闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处

(7)小明同学用上述装置测量标有“3.8V”字样的待测小电灯的功率,用电压恒为6V的电源、标有“20Ω  1A”的滑动变阻器按电路图正确连接电路后,闭合开关,从大到小调节滑动变阻器的阻值,并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表.
电压表的示数
U/V
电流表的示数
I/A
小电灯的功率
P/W
2.0 0.20
2.5 0.22
3.0 0.25
3.8 0.30
4.5 0.32
①通过上表数据,可算得小电灯的额定功率
1.14
1.14
W,还可得出关于灯丝电阻的结论是:
灯丝电阻随温度的升高而增大
灯丝电阻随温度的升高而增大

②当小电灯正常工作时,连入电路的滑动变阻器的阻值为
7.3
7.3
Ω.
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端,两灯消耗的总功率为
1.5
1.5
W.
(8)若电压表的0~15V量程已损坏,只能使用0~3V量程,其他器材不变,如何测出小电灯的额定功率?①在图丁虚线框中画出测量电路图;
②若小电灯两端最大可加4.5V电压,为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全,参照小明的实验数据,估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为
4.7
4.7
Ω~
12
12
Ω.
电流/A 0.90 0.80 0.50 0.36 0.28 0.22
电阻/Ω 8 10 20 30 40 50
小明在做“伏安法测电阻”的实验时.
(1)按所示电路图1,用笔画线代替导线将实物2连接起来,电压表选用0~3V量程.

(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于
B
B
(A/B)端,闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有明显偏转,且移动滑片电压表示数几乎不变,则电路中可能出现的故障是
与电压表并联的电阻R断路
与电压表并联的电阻R断路



(3)改正电路正确无误后开始实验.前两次的实验数据已填在下面的表格内,第三次实验时电流表的示数如图3所示,请将下面表格中的空白处填写完整.(计算结果保留一位小数)
实验次数 电流/A 电压/V 电阻/Ω 测量结果
R=
8.1
8.1
Ω
1 0.30 2.5 8.3
2 0.26 2.1 8.1
3  ①
0.2
0.2
1.6
8.0
8.0
(4)小明将一只“2.5V0.75W”灯泡接入电路中原电阻R的位置,通过伏安法准确测出了几组数据如下表:由此可知此灯泡正常发光时的电阻是
8.3
8.3
Ω,分析表中的数据,发现隐含的一条关于电阻的规律是
灯泡电阻随温度的升高而增大
灯泡电阻随温度的升高而增大

试验次数 1 2 3
U/V 2.5 2.0 1.5
I/A 0.3 0.28 0.25
R/ 8.3 7.1 6
(5)完成本次实验后,爱动脑筋的小明想利用“等效替代”的思想设计的测量电阻Rx阻值的实验,经过思考后他设计出甲乙两种方案,(其中R为电阻箱).老师看了他设计的这两个方案,告诉他们两个方案中有一个可行,另一个不可行,不可行方案在原基础上经过一定的改进后会变得可行.你认为可行的是
(甲/乙)方案,而另一方案不可行的原因是
不能测出流过待测电阻的电流
不能测出流过待测电阻的电流
.若要使该方案改进后可行,请你原电路的基础上将所改进之处在图上标出.

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