题目内容

16.为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率,小明按图甲连接电路.闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,发现灯泡L始终不亮.

(1)为了排除电路故障,他将电压表的“-”接线柱与电池组的负极A端连接,并电压表的接线柱“3”依次与其他接线柱连接,对应出现的电压表示数如下表所示.根据以上信息,可判断电路故障为FF段断路.
电压表“3”接线柱与其他接线柱连接情况电压表示数/V
与B接线柱连接3.0
与C接线柱连接3.0
与D接线柱连接3.0
与E接线柱连接3.0
与F接线柱连接0
(2)排除故障,把电压表接在灯泡两端,闭合开关,将滑动变阻器滑片P移到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时为测定小灯泡额定功率,小明接下来应该如何操作?将滑片向在移动,直到电压表示数为额定电压2.5V.
(3)小明现有一个阻值为10欧的定值电阻R0,打算不用电压表,只用电流表来测定小灯泡的额定功率.他设计电路如图丙,想通过让开关S接“a”、“b”各一次来测量小灯泡的额定功率.你认为他的方案是否可行?并说明理由:不可行,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光.

分析 (1)电压表检测电路故障时,当电路发生断路时,电压表与电源两极相连时,电压表有示数,否则,电压表无示数;
(2)在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,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及分压原理确滑片移动的方向;
(3)开关S接“a”、”b”各一次,根据电路图,确定能否使小灯泡正常发光,若不能,则无法测量小灯泡的额定电功率

解答 解:(1)电压表的负接线柱与A接线柱连接,
电压表正接线柱与B接线柱连接,电压表有示数,说明电源完好;
电压表正接线柱与C接线柱连接,电压表有示数,说明BC之间完好;
电压表正接线柱与D接线柱连接,电压表有示数,说明BD之间完好;
电压表正接线柱与E接线柱连接,电压表有示数,说明BE之间完好;
电压表正接线柱与F接线柱连接,电压表没有示数,说明BF之间有断路,而已知AE之间完好,所以故障出在EF之间,可能是灯泡发生断路;
(2)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为12V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
(3)图丙中,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,丙方案不能测定小灯泡的额定电功率.
故答案为:(1)EF段断路;(2)故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;(3)不可行,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光.

点评 本题测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率,考查故障分析、操作过程及对实验方案的评估.

练习册系列答案
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1.小刚同学在实验室测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定电功率.(电源电压为3V)
(1)小刚同学测小灯泡的电功率原理是P=UI.
(2)小刚同学连接的部分实验电路如图1所示.请你用笔画线代替导线,帮助他完成电路连接.

(3)开关S闭合前,应把图1中滑动变阻器的滑片P置于A(填“A”或“B”)端.
(4)开关S闭合后,电压表的示数如图2甲所示,则产生此现象的原因可能是下列情况中的BC.(选填字母)
A.滑动变阻器断路  B.滑动变阻器短路  C.灯泡L断路  D.灯泡L短路
(5)排除故障后,闭合开关S,发现电压表和电流表的示数都比较小,灯泡L不发光.这时应该进行的操作是移动滑片,减小变阻器连入电路中的电阻,使电压表为2.5V,灯泡L正常发光.此时,电流表的示数如图2乙所示,则电流表的示数0.3A,灯泡的额定功率为0.75W.
(6)完成实验后,小刚同学利用如图1的电路(但更换了灯泡和电源电压),按照正确的实验电路测量并记录了如下表的数据:
U/V1.01.52.02.53.03.5
I/A0.500.680.800.860.880.90
R/Ω2.02.22.52.93.43.9
P/W0.51.021.602.152.643.15
①根据表中数据可以得出那些规律(写出两条)灯的电阻随电压的增大而变大;灯的实际功率随灯的电压的增大面而变大
②根据表中数据画出的小灯泡的I/U图象应该类似图中的甲(填“甲”、“乙”或“丙”).

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