题目内容

6.某同学做“测定小灯泡的额定功率”实验,器材有:额定电压为3.8V的小灯泡(灯丝电阻大于10Ω),电源是三节崭新的干电池,标有“10Ω,1A”字样的滑动变阻器,电压表,电流表,开关、导线若干等.图甲是他做实验时连接的电路.

(1)该同学按图甲连接电路并闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,则故障的原因可能是灯泡开路.(选填“短路”或“开路”)
(2)排除故障后,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是0.76W.
(3)若电压表0~15V的量程损坏,能否用0~3V的量程测出小灯泡的额定功率?若能,则如何操作?能,用电压表测得滑动变阻器电压为0.7V时,读出此时灯泡的电流.
(4)不增加其他器材,利用上述电路(假设小灯泡的电阻不变),还能完成的实验有AC
A.研究电流与电压关系 B.研究电流与电阻关系
C.测小灯泡的电阻   D.测小灯泡消耗的电能.

分析 (1)由题闭合开关灯泡不亮,灯泡短路或开路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连接,电压表并联电路之外电路无开路,所以开路位置在灯泡处.
(2)确定电流表的量程、最小分度值,根据指针位置对电流表读数;已知灯泡额定电压,由公式P=UI可以求出灯泡的额定功率.
(3)电源电压U=1.5V×3=4.5V,灯泡正常发光时,滑动变阻器电压U滑=U-U灯=4.5V-3.8V=0.7V,小于电压表的3V量程,可以用电压表3V量程测滑动变阻器的电压,根据串联电路的特点间接测出灯泡电压.
(4)分析选项中各实验的操作方法进行解答.

解答 解:
(1)闭合开关灯泡不亮,灯泡短路或开路或灯泡之外电路开路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连接,电压表并联电路之外电路无开路,故障的原因可能是灯泡开路.
(2)电流表量程是0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.2A,灯泡的额定功率是P=UI=3.8V×0.2A=0.76W.
(3)0~15V的量程损坏,0~3V的量程测滑动变阻器电压,将电压表中“-”接线柱连入上图甲中的C点,“3”接线柱连如图甲中B点;
灯泡正常发光时电压表示数UV=U-U灯=1.5V×3-3.8V=0.7V.
(4)A、研究电流与电压关系,需要控制电阻不变,可通过调节滑动变阻器改变电压,故A可以完成;
B、研究电流与电阻关系,需要控制电压不变,改变电阻,故B不能完成;
C、根据R=$\frac{U}{I}$,可测也灯泡电压和电流计算出电阻大小,故C可以完成;
D、根据W=UIt,还需要测时间的计时器,故D不能完成.
故选AC.
故答案为:(1)开路;(2)0.76;(3)能,用电压表测得滑动变阻器电压为0.7V时,读出此时灯泡的电流;(4)AC.

点评 本题是伏安法测功率的实验,考查了电表的读数、电功率的计算等,考查比较全面.要掌握各电学实验的原理、方法等.

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