题目内容
【题目】在测量小灯泡的电功率的实验中,所用小灯泡的额定电流为0.3A,正常工作时灯丝的阻值在10Ω﹣15Ω之间,所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V),开关各一个,滑动变阻器(50Ω 1A)一个,导线若干.
(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物电路,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整.
(2)闭合开关前,甲图中的滑片P应位于最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可).
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示,读数为 V,小灯泡的额定功率为 W.
(4)小华没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小明的相同,她也测出了小灯泡的额定功率.她设计了如图丙所示电路图,请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式.
实验步骤:
①按图连接电路.然后闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为 A;
②再闭合开关S2滑片P位置 (填“动”或“不动”),记下电流表示数为I(A);
③她根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率的表达式为 W(表达式中的未知量只可含有小华实验步骤②测出的电流表示数“I”),小华在实验步骤②记下的电流表示数I具体数值应该为 A.
(5)小明同学又利用该电路来做探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,多次更换组织不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于 Ω.
【答案】(1)如图:
(2)右 灯泡接触不良(或灯丝断了) (3)4 1.2 (4) 读出电流表示数为I1Ie(U-IeU/I1)(或UIe-Ie2U/I1) (5)25
【解析】测小灯泡电功率的实验,应将电压表并联在小灯泡两端,连接如图。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大位置,甲图中的滑片P 应位于右端;当闭合开关后,无论怎样移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是灯泡断路。
小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,根据欧姆定律,小灯泡两端电压在3V之间,所以电压表应选0量程,图乙所示电压表示数为4V。
小灯泡的额定功率 P额=U额I额=4V
(4)由图丙可知,只闭合开关S1,滑动变阻器与小灯泡串联,已知小灯泡的额定电流,因此①移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.3A时,小灯泡正常发光。
②再闭合开关S2,小灯泡被短路,保持滑片P位置不动,记下电流表示数为I;
已知电源电压为U,小灯泡两端额定电压 U额=U-=U(I-)
③小灯泡的额定功率的表达式:P额 =U额Ie= U(I-Ie)/I