题目内容
14.在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池.(1)连接电路时,开关应断开.请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小.
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,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,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是0.75W.
(4)若想接着探究电流与电压的关系,需要补充的实验器材是定值电阻.
(5)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明选用一个R0=5Ω的电阻,设计了如图丁的电路及实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0,通过计算得到小灯泡的额定功率.
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一:只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压;
问题二:无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光.
分析 (1)根据小灯泡的电流选择电流表的量程,并将电流表串联在电路中,根据电源电压选择电压表的量程,并且并联在小灯泡两端,连接电路;
(2)闭合开关,灯泡不亮,电压表没有示数,电流表有示数说明小灯泡处短路;
(3)看清量程和分度值,读出示数,利用P=UI算出功率;
(4)电流与电压和电阻有关,探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变;
(5)根据串联电路的特点分析灯泡是否能够正常发光;电压表并联在电路中,电流应由正接线柱流入,负接线柱流出.
解答 解:(1)连接电路时开关应断开;要求滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电阻变小,迎接左下端接线柱;连接实物如图:
;
(2)闭合开关,灯泡不亮,电压表没有示数,电流表有示数说明小灯泡处短路;
(3)小灯泡的额定电压为2.5V,调节滑片使电压表的示数为2.5V,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,此时电功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.
(4)因为通过导体的电流与导体两端电压和导体电阻有关,所以探究电流与电压关系时,应控制电阻不变,故需要一个定值电阻.
(5)①由题意知,电源电压约为3V,灯泡正常发光时电阻约为5Ω,当变阻器电阻为零时,设灯泡两端的电压为U,根据串联电路的特点:
$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{3V-U}{{R}_{0}}$;即$\frac{U}{8Ω}$=$\frac{3V-U}{8Ω}$,解得:U=1.5V,所以无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压.
故答案为:(1)断开;如图;(2)灯泡短路;(3)2.5;0.75;(4)定值电阻;(5)只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压;无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光.
点评 本题是测量小灯泡的额定功率实验,考查了电路的连接、电路故障的分析、电流表的读数及电功率的计算,同时考查了对实验设计的分析,关键掌握测量的原理及电表的使用方法.
| A. | 球垫起后,在空中能向上运动,是因为受到惯性的作用 | |
| B. | 球垫起后,女排运动员对球不做功 | |
| C. | 垫球时,手对球的作用力大于球对手的作用力 | |
| D. | 球下落后越来越快,说明球的动能变大 |