题目内容

20.实验桌上有如下器材:电源、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干.小明利用这些器材进行如下实验:

(1)测量小灯泡的额定功率:实验电路如图1所示.
①连接电路前,开关应断开,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;
②连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V;此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的功率P=0.5W.
(2)小明调节滑动变阻器测出多组数据,绘出了小灯泡电压与电流关系的图象如图3所示,则图中有关小灯泡功率P的图象正确的是B(选填“A”、“B”或“C”).

分析 (1)①连接电路时,为保护电路,开关应断开;滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值.
②若测量小灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于额定电压.
③根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数,根据P=UI计算出灯泡的额定功率.
(2)由R=$\frac{U}{I}$可知通过小灯泡电流与小灯泡两端电压关系的图象如图1所示,根据R=$\frac{P}{{I}^{2}}$和R=$\frac{{U}^{2}}{P}$,已知P与I2和P与U2的图象与图象1进行比较,小灯泡阻值的变化应该相同.

解答 解:(1)①连接电路时,开关应处于断开状态,并且滑动变阻器滑片应放在变阻器的阻值最大位置;
②连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V;
③根据图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.2A;
灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
(2)由图1可知,灯泡的电阻随电流、电压的增大而增大;
由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知,灯泡的电阻应该随电压平方、功率的增大而减小,但由图A可知,灯泡的电阻与功率和电压的平方无关,故A不符合题意;
由R=$\frac{P}{{I}^{2}}$可知,灯泡的电阻应该随功率、电流平方的增大而增大,故B图符合题意;
由R=$\frac{P}{{I}^{2}}$可知,灯泡的电阻应该随功率、电流平方的增大而增大,故但由图B可知,灯泡的电阻与功率和电流的平方无关,故C不符合题意.
故答案为:①断开;②电压表示数为2.5V;(2)B.

点评 此题测量小灯泡的额定功率,首先要掌握公式P=UI,会计算小灯泡的额定功率.同时考查了学生对额定电压、额定电流、额定功率的理解.在分析P与电流的平方、电压的平方关系图象时,可以根据电阻的变化趋势进行分析.

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