题目内容

3.要测定一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率.
(1)按电路图连接实物电路.
(2)电路接通后,移动变阻器滑片P,小灯泡始终不发光,电压表始终没有示数,电流表的示数随滑片的移动而变化.导致这种现象可能的原因:灯泡断路.
(3)小灯泡正常发光时,电流表指针的位置如图所示,则通过小灯泡的电流是0.26A,小灯泡的额定功率是0.65W.

分析 (1)伏安法测灯泡电阻与额定功率,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关应组成串联电路,电压表与灯泡并联,据此连接实物电路图.
(2)常见的电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;
(3)由图示电流表确定其量程与分度值,读出其所示,然后由欧姆定律的变形公式求出小灯泡的电阻;根据公式P=UI计算小灯泡的功率.

解答 解:(1)灯泡额电压为2.5V,电压表选0~3V量程;由电流表的示数可知,小灯泡正常发光时的电流为0.26A,电流表选择0~0.6A量程;将电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联起来,电压表与灯泡并联,据此连接实物,并根据实物图画出电路图,如下图所示:

(2)电路接通后,移动变阻器滑片P,小灯泡始终不发光,电压表始终没有示数,电流表的示数随滑片的移动而变化,说明电压表被短路,即电路故障为灯泡短路.
(3)根据图3可知,电流表的量程为0~0.06A,分度值为0.02A,示数为0.26A;
由I=$\frac{U}{R}$可得,小灯泡此时的电阻:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.6V}{0.26A}$=10Ω;
小灯泡的额电功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡断路;(3)0.26;0.65.

点评 本题考查了伏安法测电阻的实验,涉及到实物电路的连接、故障分析、电流表的读数和欧姆定律的应用等,属于中等题..

练习册系列答案
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8.在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω  1.5A”的滑动变阻器,小灯泡的额定功率小于2W,设计的电路如图甲所示的电路.

(1)实验原理P=UI;连接电路时开关应处于断开(闭合/断开)状态.
(2)请用铅笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整(连线不得交叉);
(3)电路接好后,闭合开关,发现小灯泡特别亮,电压表与电流表的示数较大.电路连接无误,接下来应进行的操作是D,C (两空按操作步骤先后顺序填写字母代号);
A.更换电池或小灯泡                     B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器滑片至最大值位置       D.断开电路开关
(4)在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,必须将滑片向右(左/右)调节;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙,则灯泡的额定功率为1.52 W;
(5)完成上述实验后,小明把小灯泡更换成定值电阻(如图丁),利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系:实验时,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流;再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻,将滑动变阻器适当向左(左/右)移动,使电压表示数仍为2V;当小明再换接15Ω电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因滑动变阻器最大阻值太小(答出一种情况即可).请你在不增减器材的条件下帮小明解决这个问题,完成实验,你的方法是:把R两端电压调到2.5V;
(6)测量结束后,应断开开关,先拆除电源两端的导线,再拆除其他导线.
15.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
(2)在闭合开关前,应该把滑动变阻器的滑片P调到A(A/B)端.该同学在开关闭合后,发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接无误,各元件完好,为了能使小灯泡发光,下一步应进行的操作是C
A.更换一相同规格的小灯泡      B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)然后正常进行实验,有关记录在下表中:
①该同学观察到灯的亮度变化是:第二次比第一次暗,第三次比第一次更亮.你认为,根据他观察的现象和实验数据分析,可得出一些什么结论呢?灯的实际功率越大,灯越亮(写出一条即可).
实验次数123
电压(V)2.201.502.50
电流(A)0.220.16
②由于粗心大意,该同学没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.22A}$=10Ω,再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{(2.5V)^{2}}{10Ω}$=0.625W.则灯泡的额定功率<0.625W(>/</=),原因是灯丝温度越高,灯丝电阻越大.
(4)该同学在实验中进行了3次测量,其测量的目的是A
A、找普遍规律    B、求平均值减少误差   C、都对.
13.如图甲所示,小明在探究“串联电路的电压特点”时,将两盏标有“2.5V,0.3A”的小灯泡串联起来,接到可调直流电源两端.

(1)请用笔画线代替导线,按如图甲所示的电路图连接实物.要求:电压表测量L1的电压,且导线不能交叉.
(2)小明在闭合开关后,发现电压表的指针偏转如图丙所示,这是因为选择0~15V的量程;上述问题纠正后,小明正确操作测出了L1的电压.在测L2两端的电压时,为了节省实验时间,小明采用了以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?答:不能,改接后电压表正负接线柱接反.
(3)调节直流电源两端的电压,使两灯泡都正常发光(即灯泡两端的电压均为2.5V).突然,原来正常发光的两盏灯同时熄灭.
①发生这种故障的原因是什么呢?指导老师经过分析检查,给出下列两种原因供小明选择,你认为可能的是A.
A.一盏灯断路,另一盏灯完好    B.一盏灯短路,另一盏灯完好
②为了检测故障,指导老师又提供了下列四种器材:
A.规格仍为“2.5V,0.3A”的灯泡
B.符合要求的电压表
C.符合要求的电流表
D.一根导线
从它们中间每次选择一种器材来检测故障,你认为不适用的有C、D(填器材前的字母代号),理由是用它们检测电路故障容易烧坏另一个灯泡.
(4)故障排除后,小刚测出的数据如表.得出结论:
①串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压总和;
②串联电路中各部分两端的电压相等.
请你对下述实验表格设计及结论进行评估:表格中物理量没有单位;所选灯泡规格相同.
实验次数UABUBCUAC
12.02.04.0
22.22.24.5
32.52.55.0

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