题目内容

16.在测定“小灯泡电功率”的实验中,新明同学所在的实验小组所用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.他们所设计的实验电路如图甲所示.

(1)请你用笔画线代替导线,按照电路图将实物电路补充完整.(导线不能交叉)
(2)他们按照实物图连接电路后,当连接完最后一根导线时,发现小灯泡发光,并且电压表指针达到满量程.他们在实验中的失误之处是连接电路时没有断开开关、滑动变阻器未调至最大阻值处.
(3)纠正错误后,新明同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为2V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向A(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(4)为了发现小灯泡发光时的规律,他们移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W.

分析 (1)电流表串联接入电路中,测量电路中的电流;
(2)最后一根导线接好后,灯泡发光,电压表指针偏转角度较大,从连接电路的注意事项及电压表的接法分析原因;
(3)根据电压表的量程和分度值读出电压表的数值;若他想测量小灯泡的额定功率,则灯泡两端电压应为2.5V;
(4)由I-U图象找出灯泡额定电压对应的电流,然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率.

解答 解:(1)小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω,则小灯泡的额定电流约为:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A;故电流表的量程为0-0.6A,将电流表与灯泡、开关串联接入电路中,如图所示:
;
(2)将最后一根导线接好后,就看到灯泡发光,说明连接电路时没有断开开关;电压表指针偏转角度较大,说明此时电路中的电流较大,故滑动变阻器未调至最大阻值处;
(3)由图乙可知,电压表量程是0~3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是2V<2.5V,要使灯泡正常发光,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即向A端移动,使灯泡两端的电压增大,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止;
(4)由图丙的I-U图象可知,灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.2A,
灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
故答案为:(1)如图;(2)连接电路时没有断开开关;滑动变阻器未调至最大阻值处;(3)2;A;(4)0.5.

点评 本题考查了连接电路图、实验注意事项、电表读数、电路故障分析、求灯泡电功率等问题,是实验的常考问题;对电表读数时,要先确定电表量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.

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