题目内容
【题目】在“测定小灯泡额定功率”的实验中,小楠同学设计的电路如图甲所示,被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.实验器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一只,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)本实验的原理是_____;
(2)按照图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整______。(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)
(3)正确连接好电路,闭合开关后发现,小灯泡不亮,电流表示数为零,而电压表示数接近电源电压,经检查,电流表是完好的,仅滑动变阻器或小灯泡存在故障,则电路中的故障是_____。排除故障后,闭合开关,仍发现小灯泡不亮,电压表和电流表指针偏转较小,要使该小灯泡发光只需_____;若小灯泡发光时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_____W;
(4)本实验电路除了能测出小灯泡的功率,小明认为还能测出灯丝的阻值,小华认为还能探究电流与电压的关系,你认为_____同学的观点是错误的,理由是:_____;
(5)另一实验小组测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,实验记录数据如表:
你认为该小组的数据处理过程是否正确?答:_____。理由是:_____。
【答案】 P=UI 小灯泡断路 向左移动滑动变阻器的滑片 1.14 小华 灯丝电阻随温度的变化而变化,无法控制导体的电阻一定 不正确 取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率
【解析】(1)测定小灯泡额定功率的实验原理是P=UI;
(2)电压表与灯泡并联,灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表应选择0~15V的量程;
滑动变阻器与灯泡串联,滑片P向左移动时,电流表的示数变大,则其电阻应减小,所以滑动变阻器的下面应接左边的A接线柱,如图所示:
(3)闭合开关后,灯不亮,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为与电压表并联的小灯泡断路;
排除故障后,闭合开关,仍发现小灯泡不亮,电流表指针偏转很小,说明灯的电压太小,滑动变阻器连入电路中的电阻太大。为了增大灯泡的电压,就要减小变阻器两端的电压,根据分压原理可知,要减小变阻器连入电路中的电阻,所以,需向左移动变阻器的滑片;
小灯泡的额定电压为3.8V,所以当灯泡两端的电压为3.8V时,灯泡正常发光,由图丙知,灯泡的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
(4)根据欧姆定律,能测出小灯泡灯丝的阻值;灯丝的电阻不是一个定值,而是随温度的升高而变大,而在探究电流与电压的关系时,要保持电阻大小不变,改变电压,记录对应的电流,所以小华的观点是错误的;
(5)由于不同电压下的电功率不同,所以不能通过求不同电压下的功率平均值作为灯泡的额定功率,故该小组的数据处理过程错误。