题目内容
【题目】小明探究“测量小灯泡额定功率”的实验时,实验室提供了如下器材:标有“3.8V”的小灯泡(正常发光时阻值约20Ω)、滑动变阻器、电压表、电流表、用4节新干电池串联组成的电源:
(1)请你用笔画线代替导线,按照电路图甲将图乙中电路补充完整;
(_________)
(2)若连接电路后,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,且灯泡不发光,其原因可能是_____,排除故障后闭合开关,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表的示数为_____V,此时电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为_____W;
(3)测量小灯泡的电功率_____(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是_____;
(4)完成上述实验后,小明又设计了如图丁所示实验电路图,来测量小灯泡的额定功率,实验如下:闭合开关S,调节滑动变阻器,电流表A1的示数为I1时,灯泡正常发光,此时A2示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为P额=_____(用I1、I2、R0表示)。
【答案】 灯泡短路 3.8 0.76 不需要 灯在不同电压下的功率不同,求平均值没有意义
【解析】
(1)[1]从图甲可以看到,滑动变阻器和灯泡串联接在电路中,所以在图乙,可以把开关右端与滑动变阻器的右下端相连;如下图所示。
(2)[2]假设灯泡短路,闭合开关后,电压表没有示数,电路中是有电流的,电流表有示数,灯泡不会发光,以上情况符合题意,所以可能是灯泡短路。
[3]由题中条件可知,灯泡的额定电压是3.8V,所以为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表的示数为3.8V。
[4]由题中条件可知,灯泡的额定电压是3.8V,正常发光时阻值约20Ω,那么正常发光时的电流大小约是
所以从图丙可看到,电流表的量程应该是0~0.6A,它的读数是0.2A,则小灯泡的额定功率是
(3)[5][6]测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,其原因是灯在不同电压下,实际功率是不同的,求平均值没有意义。
(4)[7]从图中可以看到,R0和L并联接在电路中,它们两端的电压是相等的,由题中条件可知,L两端的电压是
根据并联电路电流规律可知,流过L的电流大小是
那么小灯泡额定功率的表达式为