题目内容

3.几个同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,阻值约为12Ω.如图1所示是小勇同学连接的实物电路.

(1)根据题目要求,把图中的电路补充完整.
(2)实验时,在正确连接电路时,滑动变阻器的滑片应移至B端.
(3)小明同学在检查电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,此时电压表示数4.5V、电流表示数为0,分析知,可能的故障是灯泡断路(选填变阻断路、灯泡断路或灯泡断路).
(4)要使移动滑片P,分别记下多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了如图2所示的U-I图线.根据U-I图线提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W.
(5)小勇还记得电阻是导体的一种性质,同一小灯泡,电阻应相等,但从图线看阻值并不相等,你认为原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化.

分析 (1)电压表要串联在小灯泡两端,滑动变阻器要一上一下连接;
(2)为了保护电路,在连接电路时应断开开关,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处;
(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表有示数,说明电压表与电源两极连通,电压表并联部分之外的电路是完好的,则故障为小灯泡断路;
(4)由图2找出额定电压时的电流,由公式P=UI可求;
(5)小灯泡灯丝温度变化大,电阻受温度影响变化也大.

解答 解:(1)由小灯泡额定电压2.5V,选择电压表量程为0~3V,3V接线柱与小灯泡右侧相连,滑动变阻器要一上一下连接,C或D与开关相连,如图;

(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,由1图可知滑片应滑到B端;
(3)闭合开关,发现灯泡不发光,电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表有示数为4.5V,说明电压表与电源两极连通,电压表两接线柱到电源两极间的各元件是完好的,则故障为小灯泡断路;
(4)由图2所示的U-I图线.根据U-I图线提供的信息,I=0.2A,P=UI=2.5V×0.2A=0.5w;
(5)由图象可知,灯泡的电流与电压不成正比,即灯丝的电阻是变化的,原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化.
故答案为:(1)如图;(2)B;(3)灯泡断路:(4)0.5;(5)灯丝的电阻随温度的变化而变化.

点评 本题考查了“测定小灯泡的电功率”的实验,涉及到电路故障的分析、电功率的计算、图象的分析等等,综合性较强.

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