题目内容
2.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒定.(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整.
(2)连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是:灯泡处断路.
(3)故障排除后,开始实验,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视电压表的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,则灯泡的额定功率为1.52 W.
(4)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为Ro的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的电路,也测出了灯泡的额定功率.请完成下列实验步骤:
①闭合开关Sl,将S2拨到触点2(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为3.8V;
②再将开关S2拨到触点1(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$(用已知量和测量量表示).
分析 (1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,连线时注意滑动变阻器的接法,注意电表正负接线柱不要接反;
(2)电压表有示数,说明与电压表两接线柱连接的电路是通路,电流表无示数,说明电路断路,从而判断出故障的可能原因.
(3)根据“灯泡两端的电压为额定电压时,灯泡的功率为额定功率,灯泡正常发光”解决此题;根据实物图可知电流表的量程,并读出电流表的示数;利用P=UI计算灯泡的额定功率;
(4)当灯泡两端电压等于额定电压时,灯泡正常发光,因此先让电压表测量灯泡两端电压,使灯泡正常发光,然后测量出灯泡和定值电阻两端的电压,再结合串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的电流,最后根据P=UI表示出灯泡的额定功率.
解答 解:(1)灯泡额定电压是3.8V,电压表选0~15V量程;电流表、灯泡、滑动变阻器联接入电路,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器按一上一下的原则接线;如图所示:![]()
(2)连好电路,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明故障为断路;电压表有示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,因此故障为灯泡处断路;
(3)测量灯泡额定功率时,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,眼睛应先注视电压表的示数,当小灯泡的电压为额定电压3.8V时,读出电流表示数;
根据实物图可知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.4A;所以灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
(4)①闭合开关Sl,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为3.8V;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U,由于串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡正常发光时,定值电阻R0两端的电压为U-3.8V,由欧姆定律可得,此时通过灯泡的电流:I=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$;
③灯泡额定功率的表达式:P额=$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$.
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡处断路;(3)电压表;1.52;(4)①2;3.8;②1;③$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$.
点评 本题考查了实物电路的连接、故障分析、电流表读数、额定功率的计算以及实验步骤的设计等问题;(4)有一定的难度,要根据测量小灯泡功率的原理以及串联电路的特点完成实验步骤.
(1)实验中用到的测量仪器:刻度尺
(2)说明实验中选择等大蜡烛的目的:在玻璃板后面用没点燃的蜡烛找像的过程中替代的是物还是像前面蜡烛的像.
(3)实验中小明小组的同学们实验中进行了准确的测量,得到了如表的实验数据.发现第1次数据有问题,出现这样问题的原因可能是什么?没有考虑玻璃板的厚度造成的
去掉这组数据还能得出结论吗?若能请你写出像物到镜面距离相等
| 实验次数 | 物到镜面距离/cm | 像到镜面距离/cm |
| 1 | 3.52 | 2.32 |
| 2 | 3.33 | 3.33 |
| 3 | 4.65 | 4.65 |
| 4 | 6.80 | 6.81 |
| A. | 木块A受到的是静摩擦力 | |
| B. | 木块A受到的摩擦力水平向左 | |
| C. | 拉动木板运动的速度变大时,弹簧测力计示数也变大 | |
| D. | 如果在木板底部加装滚珠轴承,弹簧测力计示数将变小 |