题目内容

15.在测定“小灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样.左图是小向同学没有连接完的实物电路.

(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;
(2)实验中,小向同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因是灯泡断路;
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图甲所示,此时电压为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向左端滑动(选填“左”或“右”);
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是0.6W.

分析 (1)求出灯正常工作时的电流确定电流表的量程,将电流表和滑动变阻器串联在电路中,注意滑动变阻器接线柱要一上一下;
(2)灯不亮,电流表无示数,可能是电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源的两极连通,则电压表并联的支路以外的电路不存在断路,综上,则可判断与电压表并联的灯泡发生了断路;
(3)确定图2中电压表的量程和分度值,读出电压值;比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向;
(4)确定图2中电流表的量程和分度值,读出电流值,根据P=UI计算出灯泡的电功率;

解答 解:(1)灯正常工作时的电流大小I′=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A,电流表选择0~0.6A的量程与灯串联;
滑动变阻器按一上一下的原则接与灯串联,如下图所示:

(2)移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因是灯泡断路;
(3)由题意知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压;要测量灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器分得的电压,由分压原理,就要减小滑动变阻器连入电路中的阻值大小,将滑片向左端滑动;
(4)由图2乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
故答案为:(1)见上图;
(2)灯泡断路;
(3)2.2;左;
(4)0.6.

点评 本题测小灯泡的电功率,考查电路的连接、故障的分析、操作过程及额定功率的计算,难度中等.

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