题目内容
【题目】在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5伏,电阻大约为10欧,电源电压为6V ![]()
(1)图甲中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整.(要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数减小)
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮,小明分析后确定是灯泡的故障.若电流表没有示数,电压表有示数且接近电源电压,可以判断灯泡;若电流表有示数,电压表几乎没有示数,可以判断灯泡 .
(3)故障排除后重新闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向(填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5伏;
(4)小金同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图象.根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是瓦.该图象不是直线,主要原因是
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率.步骤如下: ①按照如图丁所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= .
【答案】
(1)解:如图所示:
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(2)断路;短路
(3)A
(4)0.5;灯丝电阻随温度升高而增大
(5)0.25;滑动变阻器滑片P的位置;U额I(或2.5V?I)
【解析】解:(1)滑片P向右移动电流表示数变小说明接入电路的电阻变大,故滑动变阻器的左下方接线柱应与定值电阻串联;电压表与灯泡并联,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0﹣3V;如下图所示:
;(2)若小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路或电路中的总电阻太大;电压表有示数,说明电压表与电源是连通的,所以小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是小灯泡断路;
若电流表有示数,说明电路为通路;小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路或电压表短路;(3)电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.2V,而额定电压为2.5V,故应使小灯泡两端的电压增大,就应该让滑动变阻器两端的电压减小,就必须把滑动变阻器的阻值调小,即滑片向A移动.(4)由图象知,当灯的电压是2.5V时,对应的电流值为0.2A,额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线,说明小灯泡的电阻不是定值,并且灯丝的电阻随电压的增大而升高,即灯丝的电阻随温度的升高而增大.(5)②小红增加了一只10Ω的定值电阻R,因当电流表示数为I=
=
=0.25A时,R两端的电压一定为2.5V根据并联电路电压的特点,灯的电压为2.5V,灯一定正常发光,所以,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,灯泡正常发光;③断开开关,保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变,将电流表改接在所在灯支路中,此时电路的连接关系没有改变,只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I,R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变,灯仍正常发光,通过灯的电流I即为灯正常发光时的电流大小.所以,断开开关,保持滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值)不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;④小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I(或2.5I).
所以答案是:(1)见上图;(2)断路;短路;(3)A;(4)0.5;灯丝电阻随温度升高而增大;(5)②0.25;③滑动变阻器滑片P的位置;U额I(或2.5VI).