题目内容
3.小梦同学在“测定小灯泡的功率”的实验中,已知电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω.(1)如图甲是他们连接的实物电路,请你在虚线框内画出相应的电路图.
(2)闭合开关前,应将滑片移到最左端.(选填“左”、“右”)
(3)正确连接电路,闭合开关后,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数为4.5V不变,可能存在的故障是灯泡断路(或灯座断路).
(4)排除故障后进行实验,电压表的示数如图乙,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片向右(选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为2.5V.小梦根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图象,如图丙所示,由图象可知小灯泡的额定功率是0.75W.
(5)由图象可知,小灯泡的电阻的变化的,你认为原因是灯丝电阻受温度的影响;从图象中可以看出,他们的实验有何不足之处没有测量实际电压为1.2倍额定电压下时的功率.
分析 (1)根据实物图画电路图,电路图民实物图要一一对应;
(2)连接电路时,滑片置于阻值最大处;
(3)闭合开关灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数,可能是电路断路;电压表有示数,为电源电压4.5V,说明电压表与电源两端是连通的,电压表并联电路之外不存在断路;综合分析知电路故障原因可能是:灯泡断路(或灯座断路);
(4)灯在额定电压下才能正常工作,比较电压表示数与额定电压的大小,根据分压原理确定滑片移动的方向;
根据图丙找出额定电压下对应的电流大小,根据P=UI求灯的额定功率;
(5)根据灯丝电阻受温度的影响分析回答;灯的实际电压只要不超过灯的额定电压的25%,灯就是安全的,根据图丙中电压的值都没有大于灯的额定电压来回答.
解答 解:(1)根据实物图画出电路图,注意元件的先后顺序不变,变阻器滑片以右电阻丝连入电路中,如下图所示:![]()
(2)为保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路中的电阻大,应将滑片移到最左端最大,即移到左端;
(3)由上面的分析知电路故障原因可能是:灯泡断路(或灯座断路);
(4)图乙中,电压表小量程分度值为0.1V,示数为1.9V,小于灯的额定电压,为使灯的电压为额定电压,应增加灯的电压减小变阻器分得的电压,根据分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以滑片向右移动,直到电压表示数为2.5V;由图丙知,当灯的电压为额定电压2.5V时,对应的电流大小为0.3A,灯的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)灯丝电阻受温度的影响,所以灯丝的电阻是变化的;在实验时,要分灯的电压小于额定电压,等于额定电压和大于额定电压三种情况,从图象中可以看出,图丙中实验的电压的值都没有大于灯的额定电压来,所以,他们的实验有何不足之处是:没有测量实际电压等于1.2倍额定电压下时的电功率.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)左;(3)灯泡断路(或灯座断路);
(4)右;电压表示数为2.5V;0.75;
(5)灯丝电阻受温度的影响;没有测量实际电压等于1.2倍额定电压下时的电功率.
点评 本题测定小灯泡的功率,考查实物图与电路图的转化、故障的分析、实验注意事项、操作的过程,额定的计算、影响电阻大小的因素及对实验方案的评估能力,难度中等.
甲同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”的.
乙同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“50Ω 1A”的.
丙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“50Ω 1A”的.
(1)你认为同学乙(选填“甲”、“乙”或“丙”)的观点是合理的.请以笔画线代替导线,将图乙中的实物连接起来.
(2)请你对其他两位同学的观点进行评估.
(3)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,电流表无示数,电压表有示数,则出现故障的原因可能是小灯泡断路了.
(4)移动滑动变阻器的滑片得到了一组电压和电流的数据,并填入设计的表格
| 次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 平均电功率P/W |
| 1 | 4.8 | 0.25 | ||
| 2 | 6 | 0.3 | ||
| 3 | 7.5 | 0.32 |