题目内容

17.现有两只小灯泡L1和L2,它们的额定电压分别是2.5V和3.8V.
(1)图甲是小红测量小灯泡L1额定功率的实物电路图(不完整)

①请用笔画线代替导线将实物电路图甲连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,小灯泡变暗.
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,发现灯泡L1不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是灯泡短路.
③排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,记下多组I、U数据,并作出图乙所示的I-U图象,则小灯泡L1的额定功率为0.5W.
(2)小华用两只电流表A1、A2和阻值为10Ω的定值电阻R0,连接了如图丙所示的电路,测出了小灯泡L2的额定功率.具体操作是:闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表A1的示数为0.38A,小灯泡L2正常发光,此时电流表A2的示数如图丁所示,则小灯泡L2的额定功率为1.596W.

分析 (1)①本实验中,滑动变阻器应与灯泡串联,根据滑片P向左移动时,小灯泡变暗确定其接线柱;
②常见电路故障现象有:开路与短路两种,根据两电表示数情况分析电路故障原因;
③当L1两端电压等于额定电压时正常发光,由图象读出此时通过L1的电流,由P=UI计算额定功率;
(2)由图丙知,电流表A1与定值电阻串联,相当于电压表,使并联电路电压等于灯泡L2额定电压3.8V时灯泡可以正常发光,由欧姆定律可以求出电流表A1的示数;确定电流表A2的量程与最小分度值,读出电流表A2的示数,然后由并联电路的特点求出流过待测电阻的电流,然后由P=UI求出灯泡的功率.

解答 解
(1)①测量小灯泡额定功率的实验中,滑动变阻器应与灯泡串联,滑片P向左移动时,小灯泡变暗,说明电路中电流变小,故应将B接线柱接入电路中,如图所示:

②电路连接正确,闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数可能与之并联的电路出现短路,即可能是灯泡短路了;
③当L1两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由图象读出此时通过L1的电流为0.2A,
所以L1的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(2)由电路图知:定值电阻与灯泡并联,它们两端的电压相等,当并联电压等于灯泡L2的额定电压U2额=3.8V时,
灯泡正常发光,此时电流表A1的示数:
IA1=$\frac{{U}_{2额}}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A;
并联电路总电流等于各支路电流之和,电流表A2应使用的是0~3A量程,
最小分度值是0.1A,电流表读数IA2=0.8A,
流过灯泡L2的电流:I2=IA2-IA1=0.8A-0.38A=0.42A,
灯泡L2的额定功率P2额=U2额I2=V3.8×0.42A=1.596W.
故答案为:(1)①见上图;②灯泡短路;③0.5;
(2)0.38;1.596.

点评 本题考查实物图的连接、故障判断、功率的计算,并联电路特点等.知道特殊方法测功率时,没有电流表,设计已知电阻与灯泡串联,间接测量灯泡的额定电流;没有电压表,设计已知电阻与灯泡并联,间接测量灯泡的额定电压.

练习册系列答案
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2.某实验小组用如图甲所示的电路来做电学实验,选择的器材为:电压恒为4.5V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω和未知阻值的定值电阻各一个,“10Ω 1A”
的滑动变阻器一个,学生用电流表(0~0.6A  0~3A)、电压表(0~3V  0~15V)各一只,开关和导线若干.
(1)甲同学正确连接好电路后,分别将5Ω、10Ω、15Ω的电阻替换图甲电路中的R.并通过调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压一定时,读取电流表的示数.他这样做是为了探究电流与电阻的关系.若干甲同学选择控制电阻两端的电压为2V不变,当他用10Ω的定值电阻替换了5Ω的定值电阻后,继续进行实验,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法降低到2V,原因是滑动变阻器的最大阻值太小.
(2)乙同学将图甲电路中的R取下,用两只手分别捏着电路A、B两端的导线,想测量自身的电阻大小(约1kΩ左右),结果不成功.原因是电流太小(电压太小).
(3)丙同学在实验时,用额定电压为“2.5V”的小灯泡L1替换定值电阻,像测量L1的额定功率,可是不慎电压表掉在地上摔坏了.老师又给他提供了一个标有“2.5V 1.25W”的小灯泡L2和两个开关S1、S2,让他设计测量方案.他灵机一动,设计了如图乙所示的电路图,同样完成了实验.请你将下列实验过程补充完整:
①闭合开关S、S2,断开S1(填S1、S2、S3的通断情况),调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为0.5A;
②闭合开关S、S1,断开S2(填S1、S2、S3的通断情况),保持滑动变阻器的滑片位置不变,记录电流表的示数为I;
③小灯泡L1的额定功率的表达式为P额=2.5V×(I-0.5A).

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