题目内容
【题目】小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率
(1)①图甲是他们连接的部分电路请用笔画线代替导线将电路连接完整.
②闭合开关前,应将滑动变阻器处在最 (填写“左”或“右”)端.
③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,另一端触碰接线柱A、B、C,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,若电路中只有一处故障,且各器材,导线均完好,则电路故障可能是 .
④排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器,当电压表为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(2)小明和小华观察电流表和电压表均标有电阻值,请教老师后得知这是电表的电阻,为了在接好的图甲中较准确的测量出小灯泡的电功率,他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究,他们将开关闭合,移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光,不添加器材,请你说出接下来的操作及判断方法.
①操作 ;
②如何判断: ; .
(3)小明和小华重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路,如图丙所示,电源电压保持3.5V不变,R0为阻值为10Ω的定值电阻,连接好电路后进行如下操作:
(1)断开开关S2,闭合开关S和、S1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5V;
(2)保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6V;
小灯泡的额电功率为 W(计算结果保留两位小数).
【答案】(1)①如下图所示;②左;③变阻器断路;④0.75;(2)①分别将电压表的负接线柱接在C处和D处,分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC,UD、ID滑片,比较与的大小;②若>,说明电流表的分压较电压表的分流作用大,为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接D处;若<,说明电压表的分流较电流表的分压作用大,为避免电压表的分流对电流表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接C;(3)0.72
【解析】
试题分析:(1)①因灯的电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如上图所示;②闭合开关前,应将滑动变阻器处在阻值最大处即最左端;③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,说明电源负极与C间发生断路,若电路中只有一处故障,则电路故障可能是变阻器断路;④移动滑动变阻器,当电压表为2.5V时,电流表示数如图乙所示,图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;(2)在(1)①图中,分别将电压表的负接线柱接在C处和D处,分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC,UD、ID滑片,接到C时,电流表测量的电流大小等于通过灯的电流,而电压表测灯与电流表串联的电压;接到D时,电压表测灯的电压是准确的,而电流表测通过电压表与灯的总电流;②若>,说明电流表的分压较电压表的分流作用大,为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接D处;若<,说明电压表的分流较电流表的分压作用大,为避免电压表的分流对电流表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接C;(3)在上面的第2次操作中,保持持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6V;此时定值电阻与变阻器串联,根据串联电路的电压规律,变阻器的电压U滑=3.5V﹣2.6V=0.9V,根据分压原理,,即,R滑=Ω;故在第1次操作中,由串联电路的规律和欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:IL==A;故灯的额定功率:PL=ULIL=2.5V×A≈0.72W。