题目内容

3.小明用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关、及新的干电池等实验器材,测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率.

(1)小明连接好图甲所示电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变,出现这种现象的原因是将变阻器的下面两个接线柱连入电路中了.
(2)小明改正实验错误后,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5V时,发现电流表示数如图乙所示,由此可知,此时通过小灯泡L的电流为0.3A;小灯泡L的额定功率为0.75W.
(3)小明又做了用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验,连接了如图丙所示的电路.他闭合开关S后,发现灯泡L不亮,他将滑动变阻器的滑片P从右端滑动到左端,再滑动到右端的过程中,灯泡L始终不发光.为了排除电路故障,小明用量程为0~3V的电压表进行检查判断.他将电压表的负接线柱与A接线柱连接,电压表正接线柱依次与其他接线柱连接,对应出现的电压表示数如表所示.
电压表正接线柱与其他
接线柱连接情况
电压表示数/V
与B接线柱连接3
与C接线柱连接3
与D接线柱连接3
与E接线柱连接3
与F接线柱连接0
根据以上信息,可判断EF段电路一定出现了故障.

分析 (1)小明连接好图甲所示电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,说明电路为通路,只是电路中的电流较小,电路中电阻大;观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变,则说明移动滑片不能改变电路中电路的大小,从而判断出将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了
(2)根据电流表小量程读数,根据P额=U额I额求灯的额定功率;
(3)用电压表检测电路故障时,当与电压表并联的电路发生断路时,若电压表与电源两极连通时,电压表有示数,否则,电压表无示数.

解答 解:(1)经上面的分析,出现这种现象的原因是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了;
(2)灯在额定电压下的功率为额定功率.在图乙中,电流表小量程为0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则灯的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)电压表的负接线柱与A接线柱连接,
电压表正接线柱与B接线柱连接,电压表有示数,说明电源完好;
电压表正接线柱与C接线柱连接,电压表有示数,说明AC之间完好;
电压表正接线柱与D接线柱连接,电压表有示数,说明AD之间完好;
电压表正接线柱与E接线柱连接,电压表有示数,说明AE之间完好;
电压表正接线柱与F接线柱连接,电压表无示数,说明EF断路.
故答案为:(1)将变阻器的下面两个接线柱连入电路中了;
(2)0.3;0.75;  
(3)EF.

点评 用电压表检验电路故障时,若电压表的示数接近电源电压或等于电源电压,说明与电压表并联的电路发生断路或电压表之外的用电器发生短路;若电压表无示数,说明与之并联的电路发生短路或电压表并联之外的电路发生断路.

练习册系列答案
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18.某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材有:电源(电压为1.5伏的整数倍)、小灯(标有“0.3安”字样)、一个电流表、两个电压表、两滑动变阻器(分别标有“20欧 2安”和“5欧 3安”字样)、电键及导线若干.他选择其中某个滑动变阻器与小灯连成串联电路进行实验,电路图如图1所示.在实验中,他调节滑动变阻器的滑片至中点位置时,小灯正常发光.此时在电路中的不同位置正确连入两电压表,示数分别如图2(a)、(b)所示.则

(1)该同学所用的电源电压为4.5或7.5伏.
(2)请根据相关信息计算小灯的额定功率(需写出计算过程).因两滑动变阻器分别标有“20欧 2安”和“5欧 3安”字样,所以连入电路中的电阻可能为
R1=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω,R2=$\frac{1}{2}$×5Ω=2.5Ω,根据欧姆定律,若电路中接入R1,变阻器的电压U1=R1I=10Ω×0.3A=3V;若接入
R2,则变阻器的电压U2=R2I=2.5Ω×0.3A=0.75V,与电压表可能读数均不吻合,说明电压表没有接在变阻器的两端,由此可判断出一个电压表连接在灯的两端,另一个电压连接在电源的两端;
①若使用的电源电压U总1=4.5V,根据串联电路电压的特点,另一个测灯的电压的电压表的示数一定小于4.5V,则读数只能为1.5V,即灯的额定电压UL1=1.5V,则灯的额定功率P额1=UL1I=1.5V×0.3A=0.45W;
②在①中,根据串联电路电压的特点,滑动变阻器的电压U滑=4.5V-1.5V=3.0V,所以变阻器连入电路中的电阻大小R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.0V}{0.3A}$=10Ω;
若使用的电源电压U总2=7.5V,则此时变阻器的电压U滑=R滑I=10Ω×0.3A=3V,根据串联电路电压的特点,灯的电压UL2=7.5V-3V=4.5V(即电压表可能的读数),即灯的额定电压UL2=4.5V,则灯的额定功率
P额2=UL2I=4.5V×0.3A=1.35W;.

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