题目内容

10.如图所示,小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验,他已连接了部分电路.已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V:

(1)请用笔画线代替导线,将图示1电路连接完整(要求滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的阻值变小);
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数为3V,则出现故障的原因可能是小灯泡断路;
(3)故障排除后,小明通过实验测得如下数据.分析数据可知灯泡的额定功率是0.5W;
实验次数电压表示数
U/V
电流表示数
I/A
12.00.17
22.50.20
33.00.22
(4)实验结束后,老师给同学们一个10Ω的定值电阻R0和两只电流表,让他们测出标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻.电路图如图2所示,请你将实验过程补充完整:闭合开关,调节变阻器的滑片,使电流表A1的示数为0.38A,此时小灯泡正常发光,电流表A2的示数如图3所示,则小灯泡正常发光时的电阻是11.9Ω(保留一位小数).

分析 (1)将电压表与灯泡并联,根据电源电压确定电压表的量程,根据题目要求确定滑动变阻器应的接线柱,并串联接入电路中;
(2)灯不亮,电流表无示数,可能是电路断路了,根据电压表示数等于电源电压,分析判断故障原因;
(3)由表格读出灯泡电压等于额定电压时的电流,根据P=UI计算其额定功率;
(4)根据I=$\frac{U}{R}$确定电流表A1的示数;
由图3读出电流表A2的示数,再利用并联电路电流特点计算出灯泡的额定电流值,根据R=$\frac{U}{I}$求出其电阻.

解答 解:
(1)测量小灯泡电功率的实验中,右移动时变阻器接入电路中的阻值变小,则应将右下接线柱接入电路;
电压表与灯泡并联,电源电压为3V,所以电压表应选择0~3V的量程,如图所示:
;
(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明电路无电流,电路出现断路,电压表示数等于电源电压,因此可能是电路中灯泡断路了;
(3)由表格数据可知,当灯泡两端电压2.5V时,通过的电流为0.2A,灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)分析电路图2可知,电阻R0与灯并联,则根据实验要求电阻两端的电压等于小灯泡的额定电压即U=3.8V,因此电阻中的电流为I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A;
由图3可知电流表读数为0.7A,故通过灯泡的电流为I′=0.7A-0.38A=0.32A;
则小灯泡的电阻为R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3.8V}{0.32A}$≈11.9Ω.
故答案为:(1)电路图如上图;(2)小灯泡断路;(3)0.5;(4)0.38;11.9.

点评 此题主要考查学生关于测量小灯泡电功率实验的理解和掌握,注意伏安法的应用,滑动变阻器的连接以及欧姆定律的实际应用是解题关键.

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