题目内容
【题目】如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是
A. 电路中最大电流为0.6A
B. 电路的最大功率为2.25W
C. 电压表示数变化范围为1~3V
D. 滑动变阻器阻值变化范围为3~30Ω
【答案】BD
【解析】
A.由电路图可知,灯泡与变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。由P=UI可得,灯泡的额定电流:
,
因串联电路中各处的电流相等,且变阻器R允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,所以,为不损坏电路元件,电路中最大电流:
Imax=I额=0.5A,
故A错误;
B.电路的最大功率:
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,
故B正确;
CD.由灯泡的铭牌可知,灯泡的电压最大3V,此时电流最大为0.5A,变阻器接入电路的阻值最小,此时滑动变阻器的电压:
U滑小=U﹣UL大=4.5V﹣3V=1.5V,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值:
,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为30Ω时,电路中电流最小,灯泡的电压最小,灯泡的电阻:
,
电路中的最小电流:
,
灯泡两端的最小电压(电压表的最小示数):
Umin=Imin×RL=0.125A×6Ω=0.75V,
所以电压表示数变化范围为0.75V~3V,滑动变阻器阻值变化范围为3Ω~30Ω,故C错误,D正确。
【题目】在“测量小灯泡的电功率”实验中,小丹设计了如图甲所示的电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,电源是由2节新干电池串联组成。
(1)用笔画线代替导线,帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整。(要求导线不交叉)
(_______)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于_____端(填字母)。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是_____。
(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,电流表示数如图丙所示为_____A,则小灯泡的额定功率为_____W,此时灯丝的电阻为_____Ω。
(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向_____端调节(填字母),观察到小灯泡变亮。
(6)表是小丹根据实验测得的多组数据,她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的,则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是_____。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.18 | 0.22 |
(7)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率,她设计的电路如图丁所示,具体操作是:闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为Pm_____(用I1、I2、R0表示)