题目内容
【题目】一个额定电压是2.5V的小灯泡,其正常工作时电阻约10Ω.小明想测定这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为A:“5Ω 1A”,B:“20Ω 0.5A”,C:“lkΩ 1A”的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为6V).
(1)小明设计了如图甲所示电路图,通过分析你认为小明应选用规格为________(选填A/B/C)的滑动变阻器.正确连好电路后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________.(填写“最左边”或“最右边”)
(2)图乙已连接了部分电路.请你根据图甲所示电路图.用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(________)
(3)小明正确选择了滑动变阻器,按图甲的电路图连接好电路,闭合开关,发现灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为6V.原因是________.
(4)小明排除故障后,继续实验.当电压表的示数为2.5V时.电流表的示数(如图丙所示),小灯泡的额定功率是________W.
(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I﹣U图象,如图丁所示.结果发现图线不是直线,这表明灯泡的电流与电压________(填“成”或“不成”)正比,这是因为________.
(6)小明将原电路中的小灯泡更换成定值电阻R,重复实验步骤,记录电压表示数U与电流表示数I,他以U为纵坐标、 为横坐标作出图象,图象戊大致符合要求的是________.
【答案】B 最右边 灯泡断路了 0.75 不成 灯丝电阻随温度变化而变化 第二个图象
【解析】
(1)求出灯泡正常发光时的电流,由串联电路特点求出此时滑动变阻器两端电压,由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,根据该阻值选择滑动变阻器;
(2)根据灯泡额定电压确定电压表量程,把电流表串联接入电路,电压表与灯泡并联;
(3)闭合开关,发现灯泡不发光,电流表无示数,说明电路出现断路,根据电压表示数为6V得到电路故障;
(4)从图丙中得到电流表的示数,根据电功率的公式得到小灯泡的额定功率;
(5)由欧姆定律知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
(1)当灯泡正常发光时两端电压为2.5V,其正常工作时电阻约10Ω,由串联电路的特点和欧姆定律可得此时电路中电流约为:,滑动变阻器此时连入电路的阻值:,故应选择“20Ω 0.5A”的B滑动变阻器;为了保护电路,正确连好电路后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到最大值即最右边;
(2)由电路图知,电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,小灯泡额定电压是2.5V,所以电压表应使用0-3V量程,实物连接如图所示:
(3)闭合开关,发现灯泡不发光,电流表无示数,电路可能出现的断路,电压表示数等于电源电压6V,说明电压表与电源间是通路并且测电源电压,所以故障的原因是灯泡断路了;
(4)小灯泡的额定电压U=2.5V,由图丙知,电流表量程为0.6A,最小分度值是0.02A,所以电流表示数I=0.30A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.30A=0.75W;
(5)小灯泡的I-U图象不是直线,这表明灯泡的电流与电压不成正比,这是因为灯丝电阻随温度变化而变化;
(6)小灯泡更换成定值电阻R,进行实验时,由可知,U与是反比关系,由图戊知,大致符合题意的是第二个图象。