题目内容
【题目】在“测量小灯泡电功率的实验”中,小灯泡的额定电压为3.8V.电阻大约为10Ω,电源电压为6V且保持不变,其它器材如图所示.实验中小东发现电压表的0~15V量程损坏,但0~3V的量程还可使用.
(1)小东仍利用这些器材进行实验,设计连出了如下面的实物图,但有一根导线连错了,请帮他在连错的导线上画“×”,并连上正确的导线____.同时在方框内画出对应的电路图.
(2)实验中有两个可供选择的滑动变阻器,分别为“5Ω1A”和“10Ω1A”,为了能顺利完成实验,应选择________合适.
(3)小东测出了如表的三组实验数据,请你帮他计算出小灯泡的额定电功率并填入表格内____.
(4)在测量小灯泡的额定功率时,为使小灯泡的电压为额定电压,需对电路进行怎样的具体操作_____.
【答案】 10Ω1A 1.444W 断开开关,将滑片调至最左端,闭合开关,向右调节滑片,直至电压表示数为2.2V
【解析】(1)已知电源电压U=6V,小灯泡的额定电压为UL=3.8V,小灯泡和滑动变阻器串联分压,因此滑动变阻器分得的电压U滑=U-UL=6V-3.8V=2.2V,实验中小东发现电压表的0~15V量程损坏,但0~3V的量程还可使用,故电压表不能用来测量灯泡两端的电压,但可以用来测量滑动变阻器两端的电压,只要让它的电压为2.2V,就表示灯泡的电压为3.8V。
故重新连接的实物图和电路图如下:
(2)电源电压U=6V,小灯泡的额定电压U额=3.8V,小灯泡和滑动变阻器串联,起分压作用,故要求滑动变阻器至少分担U滑=2.2V电压,小灯泡的电阻RL=10Ω。
根据串联分压原理可得:
滑动变阻器的最小值不得小于:,
所以,“5Ω 1A”的滑动变阻器不符合要求,应选择“10Ω 1A”的滑动变阻器合适。
(3)电压表示数为2.2V时,灯泡正常发光,相对应的电流I=0.38A,所以灯泡的额定功率为:P =UI=3.8V×0.38A=1.444W。
(4)为了使灯泡正常发光,应断开开关,将滑片调至最左端,闭合开关,向右调节滑片,直至电压表示数为2.2V。