题目内容

5．倩倩同学在做“探究小灯泡的亮度与电功率的关系”实验时，观察到小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯的额定功率小于1W，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样，而电源上却看不到电压值．

（1）连接电路之前，开关应断开，如图甲所示．但电路连接中有一处存在错误，请将连接错误的导线用“×”标出，用笔画线代替导线将正确导线连入电路（要求：滑动变阻器左滑时灯泡变亮）；
（2）正确连接电路后，按要求操作，闭合开关时电压表和电流表示数如图乙所示，她很快就计算出电源电压为4.5V；
（3）向左（“左”或“右”）移动滑片，电压表示数达2.5V时灯正常发光，图丙是灯泡电流
与加在灯两端电压的关系图，则小灯泡灯的额定功率为0.8W；
（4）继续调节滑动变阻器滑片，小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭，他会观察到电压表指针C（选填字母：A、回到0刻度 B、达到满刻度 C、超过满刻度）；
（5）该探究实验中，滑动变阻器除了能保护电路元件外，主要作用还有：改变灯泡两端的电压．
（6）完成实验后，同组的旦旦同学只改变了电压表的位置也测出了灯泡的额定功率，如图丁所示（电源电压不变），只需改变滑动变阻器电阻，使电压表示数为2V，即可测出灯泡的额定功率．在不损坏用电器的前提下，滑动变阻可调节的范围是6.25～20Ω．

分析 （1）滑动变阻器左滑时灯泡变亮，则滑动变阻器的阻值应变小，据此连入滑动变阻器；
（2）闭合开关时，滑动变阻器接入电路电阻最大，根据电流表、电压表的示数结合滑动变阻器的阻值计算出电源电压；
（3）根据串分压的知识，若要增大电阻两端的电压，应减小滑动变阻器的阻值；
当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡正常发光；
根据图丙确定灯泡正常发光时的电流值，根据P=UI计算出额定功率；
（4）掌握断路的特点，断路电路中无电流，断开处的电压等于电源电压；
（5）要测不同电压时的实际功率，需通过滑动变阻器改变灯泡两端的电压；
（6）根据串联电路电压的规律，当滑动变阻器两端的电压为U-2.5V时，灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值变小，利用欧姆定律即可求出变阻器最小阻值，根据电压表的量程、串联电路电压的规律即可得出灯泡的最小电压，利用欧姆定律即可求出变阻器最大阻值，然后即可判断可调范围．

解答 解：（1）由图知，电压表和灯泡被短路，应将灯泡与滑动变阻器连接的导线变动一下；
滑动变阻器左滑时灯泡变亮，则滑动变阻器的电阻应变小，所以下面应接左边的接线柱，如图所示：

（2）闭合开关时，滑动变阻器的阻值最大，为20Ω；
由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为0.5V；
所以U=U灯+IR滑=0.5V+0.2A×20Ω=4.5V；
（3）由（2）知，灯泡两端的电压太小，应减小滑动变阻器的阻值将滑片向左滑动；
当电压表示数为2.5V时灯泡正常发光；
由图象知，当灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.32A，则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭，说明灯泡由于两端电压过高而烧坏，发生了断路，此时灯泡两端的电压会等于电源电压，电压表超过满刻度；
（5）该探究实验中，滑动变阻器除了能保护电路元件外，主要作用是改变灯泡两端的电压，测量灯泡的实际功率；
（6）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U滑=4.5V-2.5V=2V，因此要使灯泡正常发光，需改变滑动变阻器的电阻，使电压表示数为2V；
由图象知，当灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.32A，则变阻器的阻值为R最小=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.32A}$=6.25Ω，
由于电压表的量程为0～3V，则滑动变阻器两端的最大电压为U滑最大=3V，所以此时灯泡两端的电压为UL最小=4.5V-3V=1.5V；则由图象知此时灯泡的电流为I最小=0.26A，
则由I=$\frac{U}{R}$可知：
变阻器的最大阻值为R最大=$\frac{{U}_{滑最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.26A}$≈11.54Ω，
所以滑动变阻器的阻值可调范围是6.25Ω～11.54Ω．
故答案为：（1）如上图；（2）4.5；（3）左；2.5；0.8；（4）C；（5）改变灯泡两端的电压；（6）2；6.25Ω～11.54Ω．

点评 此题是测量灯泡的额定功率实验，考查了实物电路的连接，电流表、电压表的读数及欧姆定律的应用，在确定灯泡的额定功率时，关键是根据图象确定额定电压和电流，其中还涉及到了串分压的知识及串联电路中电压和电流的关系．

练习册系列答案
相关题目
7．用如图所示的滑轮组将一重为300N的物体提起，如果使用的动滑轮重30N（绳子自重和摩擦均不计）．
（1）F至少是多少才能匀速提起物体？
（2）若物体被提升1.5m，需将绳子向上拉多少米？
（3）若再拉一个物体G，拉力F增大到130N才能将物体匀速提起，则重物G重多少？
16．学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象．如图所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上．分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰通过小孔所成的像．
（1）分析比较甲、乙两图，可以得出怎样的结论？小孔成像与小孔的形状无关．
（2）通过实验，可以看到烛焰在塑料膜上成的都是倒立（选填“正立”或“倒立”）的实像，说明小孔成像的原理是光的直线传播．
13．如图所示几种现象属于熔化的是（　　）
A．
露珠晶莹		B．
冰雪消融		C．
浓雾缭绕		D．
瑞雪纷飞
20．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，所含热量越多B．温度高的物体，内能一定大
C．0℃的冰块内能一定为零D．物体的温度升高，内能一定增加
10．随着时代进步城市公交车装上了“公交电子眼”，当社会车辆侵占公交专用车道时，“公交电子眼”会将拍下来的违章照片通过3G无线网络实时传到交管部门．“公交电子眼”的镜头相当于一个凸透镜；传递照片的3G无线网络是利用电磁波（选填“超声波”“电磁波”或“红外线”）传递信息的．
17．某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示．请读出月初电能表所显示的数据是12519.6kW•h，表盘上“1600imp/kw•h”表示每用电1kw•h指示灯闪烁1600次．根据表盘上的信息，回答下列问题：若只让一个标有“220V  484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该电热器消耗的电能是7.2×104 J，实际电压是200V．（设电热器的电阻不变）
14．早晨看到树叶上的露珠在日光中呈现美丽的彩色，这是由于光射到露珠上发生了色散现象；还看到露珠下的叶脉放大了，这是由于露珠的作用相当于放大镜．
15．放在竖直的磁性黑板上的小铁片，虽受到竖直向下的重力作用，但却不会掉下来，在小铁片受到的力中，与它所受重力平衡的是（　　）
A．磁性黑板的吸引力B．磁性黑板的静摩擦力
C．它对磁性黑板的吸引力D．磁性黑板的滑动摩擦力

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网