题目内容
12.小明用一只标有“2.5V”字样的小灯泡练习测定小灯泡的电功率.(1)当她连接完电路后,闭合开关时,发现小灯泡立即发出明亮耀眼的光.经检查电路连接是正确的.发生这一现象的原因可能是滑动变阻器的滑片没有滑到阻值最大处.
(2)排除故障后,为测定小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器的滑片使得电压表示数为2.5V.
(3)如图1是根据实验数据绘成的U-I图象.根据图2图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.625W.当滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡的电阻将变变小;
(4)小明完成试验后,将灯泡换成了未知阻值的定值电阻,想利用现有器材测量该电阻阻值,而在初中阶段,我们认为电压表电阻无穷大,电流表电阻为0,其实只是电压表的电阻很大,而电流表的电阻很小,用伏安法测出的值也会因此而产生误差,那么测出的电阻值会偏大的是图3中的甲.
分析 (1)闭合开关,灯泡立即发出耀眼的光,是因为电流较大,而造成电流较大的原因很可能是变阻器的阻值没有调到最大.
(2)小灯泡在额定电压下才能正常发光;
(3)根据图象得出灯泡正常发光时,通过灯泡的电流,然后根据P=UI,计算额定功率.滑动变阻器是根据接入电路电阻丝的长度改变电阻的,因此确定滑动变阻器接入电路的长度的变化确定电流电流的变化,滑动变阻器接入电路的电阻越大,电路电流越小,灯泡两端电压越小,灯丝温度越低,灯丝电阻变小.
(4)用电压表测量电阻两端的实际电压,用电流表测量电阻中的实际电流,根据R=$\frac{U}{I}$,求出电阻的准确值.
电压表测量电阻的实际电压,电流表测量电压表和电阻的总电流,大于电阻的电流,会使电阻的测量值偏小.
电流表测量电阻的实际电流,电压表测量电流表和电阻的总电压,大于电阻两端的电压,会使电阻的测量值偏大.
解答 解:(1)灯发出耀眼的光,是因为电流过大,表明滑动变阻器滑片没有移到阻值最大位置.
(2)小灯泡在额定电压下才能正常发光,由于小灯泡的额定电压是2.5V,所以排除故障后,为测定小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器的滑片使得电压表示数为2.5V;
(3)由图象找到灯泡2.5V的电流为0.25A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W.
当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器电阻增大,总电阻增大,电流减小,灯泡电压变小,灯丝温度变低,电阻变小;
(4)电阻R的真实值R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$,
当按照甲图连接时,电压表测量的是电流表和电阻的总电压,即:UV=UR+UA,所以测量值R=$\frac{{U}_{V}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}+{U}_{A}}{{I}_{R}}$大于真实值R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$;即偏大.
当按照乙图连接时,电流表测量的是电压表和电阻的总电流,即:IA=IR+IV,所以测量值R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}+{I}_{V}}$,小于真实值,即偏小;
故答案为:(1)动变阻器的滑片没有滑到阻值最大处;(2)2.5;(3)0.625;变小;(4)甲.
点评 电压表的电阻很大,电流表的电阻很小,一般情况下不考虑电压表分担的电流,电流表分担的电压,本题有假设电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,把电压表和电流表作为一个电阻考虑,考虑电压表分担电流,考虑电流表分担电压.
(1)请将表格中的实验数据补充完整.2次实验实验阻力2N.
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是动力臂测量错误.
| 实验次数 | 动力F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
| 1 | 1.5 | 10 | 1 | 15 |
| 2 | 1 | 20 | 10 | |
| 3 | 1 | 20 | 1.5 | 10 |
(1)实验器材如图甲所示,电源电压为6V左右,应选用滑动变阻器的规格为C
A.10Ω 0.3A B.20Ω 0.5A C.10Ω 1A D.50Ω 0.5A
(2)请以笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接.要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时灯泡变亮.
(3)开关S闭合前,滑片P应移至B(A/B)端.
(4)实际连接电路时,小明把电流表与电压表的位置交换连接了,闭合开关S后会造成:D
A.电流表烧坏 B.电压表烧坏 C.灯泡烧坏 D.灯泡不亮
(5)排除故障后,移动滑片P,灯泡由暗变亮,此过程中小明记录了三组电压表、电流表示数.请根据图乙所示,将第③组的示数填入表格.
| 序号 | 电压表示数U/V | 电流表示数I/A |
| ① | 1.5 | 0.3 |
| ② | 3.0 | 0.5 |
| ③ |
(7)此实验还可得出,流经灯泡的电流变大、温度变高,电阻变大(变小/不变/变大)