题目内容

3.小明在做测定小灯泡电功率的实验,所用电源电压恒为6V.选择的小灯泡额定电压为3.8V,如图所示是小明同学连接的电路.
(1)连接电路时开关应断开,闭合开关前滑动变阻器滑片应移到右端,其目的是保护电路.
(2)小明同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是灯泡断路(写出一种即可).
(3)该同学排除故障后,实验得到的数据见下表.根据表中记录可得小灯泡额定功率为1.14W,
小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮.
U/VI/A灯泡的亮度P/W
3.00.25较暗
3.80.30正常
4.50.32很亮
(4)根据表中的数据分析,下列滑动变阻器的规格符合实验要求的是D
A.2Ω 0.5A       B.10Ω 0.2A        C.5Ω 0.3A        D.20Ω 0.5A
(5)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细,此时灯泡两端的电压不变,电阻变大,消耗的实际功率变小的缘故.(“变大”、“变小”或者“不变”)

分析 (1)连接电路时开关应断开;
(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或灯泡断路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数,可能是电流表断路或电流表之外的电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路;综合分析可知电路故障为灯泡断路.
(3)根据表格中数据确定额定电压和电流,根据公式P=UI计算出额定电功率;根据表格中数据判断出小灯泡亮度与灯泡功率的关系.
(4)求出灯泡发光较暗时滑动变阻器接入电路的阻值,根据该阻值选择滑动变阻器;
(5)物质由固态直接变为气态的过程叫升华;在两端电压一定时,用电器消耗的功率的变化用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析.

解答 解:(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)连好电路后闭合开关,移动滑片变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是小灯泡断路;
(3)由表格中数据知,当电压为额定电压3.8V时,电流为0.30A,所以P额=UI=3.8V×0.30A=1.14W;根据表格中数据知,随着电压、电流值的增大,小灯泡的功率在增大,小灯泡变亮.
(4)灯泡发光较暗时,滑动变阻器电压U滑=U-UL=6V-3V=3V,则滑动变阻器的阻值为:R'=$\frac{6V-3V}{0.25A}$=12Ω,故选D;
(5)灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时温度很高,钨丝由固态直接变为气态发生升华现象而变细;
灯丝变细,电阻增大,在两端电压一定时,由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知,消耗的功率变小,即实际功率减小.
故答案为:(1)断开;(2)灯泡断路;(3)1.14;亮;(4)D;(5)不变;变大; 变小.

点评 此题是测量小灯泡额定功率的实验,考查了实验原理及电功率的计算,要知道灯泡在额定电压下的实际功率是额定功率.

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