题目内容
【题目】如图所示,小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验,他已连接了部分电路.已知电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)请用笔画线代替导线,将图示电路连接完整______________;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,此时电压表有示数,电流表示数为零,则出现故障的原因可能是______;
(3)排除故障后继续实验时,小明移动滑动变阻器的滑片,发现电压表的示数为2V,要使灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向___________移动(选填“左”或“右”).
(4)小明将实验数据记录在表格中,则灯泡的额定功率是___W;当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为___Ω;由实验数据可以发现通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比关系,这是由于______;
(5)小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小,P1______P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 灯泡断路 左 0.5 2.5 灯丝阻值变化 大于
【解析】(1)滑动变阻器串联在电路中,已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如图所示:
(2)经分析,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,此时电压表有示数,电流表示数为零,则出现故障的原因可能是灯泡断路;
(3)灯在额定电压下正常发光,电压表的示数为2V小于灯的额定电压,要使灯泡正常发光,应增大灯的电压,由串联电路电压的规律应减小变阻器的电压,根据分压原理,应将滑动变阻器连入电路 中的电阻变小,即滑片向左移动;
(4)由表格中数据知,当U=2.5V时,I=0.20A,则额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
根据串联电路电压的规律,灯正常发光时,变阻器的电压:U滑=3V-2.5V=0.5V,
由I=U/R,滑动变阻器的电阻:R滑=U滑/I=0.5/0.2A=2.5Ω;
由于灯丝电阻随温度的变化而变化不是一个定值,根据U=IR,通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比关系;
(4)因为P=UI=U2/R,所以灯泡实际电压为其额定电压一半时的电阻小于正常发光时电阻,它的实际功率:P1>P额/4;------①
因为P=I2R,所以实际电流等于额定电流一半时的电阻小于正常发光时电阻,实际功率:P2 <P额/4 ,------②,由①②得:P1>P2