题目内容
18.小梦在“测定小灯泡电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.(1)如图甲所示是她连接的实验电路,其中有一根导线连接错误.请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线.
(2)电路连接正确后,闭合开关,小梦发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因是小灯泡断路(选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”).
(3)排除故障后,继续实验,并根据实验数据画出如图乙所示的U-I图象,计算出小灯泡的额定功率是0.625W.
(4)实验完成后,同组的大梦想用原电路测某一定值电阻Rx的阻值,她用电阻替换小灯泡后,发现电压表损坏了,便将其拆除,请你在不改变其他元件连接的方式下,帮大梦完成实验(已知滑动变阻器最大阻值为R0).
实验步骤:A、闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,记下电压表的示数U1;
B、将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,记下电压表的示数为U2.即电源电压U;
表达式:RX=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×R0(用所测物理量符号表示).
分析 (1)灯与变阻器并联是错误的,电压表应并联在灯泡两端;
(2)常见的电路故障有断路路与短路两种,电流表无示数,灯泡不亮,说明电路出现了断路,根据电压表的示数情况判断断路处;
(3)由图象找出灯泡额定电压下对应的电流,根据P=UI求灯的额定电功率;
(4)滑动变阻器的最大阻值已知,滑动变阻器和被测电阻串联,分别让滑动变阻器的最大阻值和0电阻接入,完成电压表的两次测量,利用电源电压不变,列出等式,解出Rx.
解答 解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选0~3V量程,并联在灯泡两端,如下图所示![]()
(2)小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路断路或电路中的总电阻很大;电压表有示数,说明电压表与电源连通,所以,故障在与电压表并联的灯断路了而导致电压表串联在电路中;
电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,灯泡不亮,则可能与电压表并联的灯泡被短路;
(3)根据图象知,额定电压2.5对应的电流为0.25A,灯的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)实验步骤:
A.闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,记下电压表的示数U1.
B.将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,记下电压表的示数为U2.即电源电压U;
因为电源的电压不变,所以U=U2=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{变}}$×(RX+R0),RX=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×R0.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)小灯泡断路;
(3)0.625;
(4)A、闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,记下电压表的示数U1;
B、将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,记下电压表的示数为U2.即电源电压U;
RX=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×R0.
点评 本题测量小灯泡的电功率和定值电阻的大小,考查电路的连接、常见故障的分析、电功率的计算及设计实验方案的能力,综合性较强.
| 位置 | AB | BC | CD | AC | AD |
| 电压U/V | 0 | 3V | 0 | 3V |
| A. | 地球是宇宙的中心,恒星是绝对不动的 | |
| B. | 原子核是由质子和电子组成的 | |
| C. | 物理学家汤姆生发现了电子从而揭示了原子是可分的 | |
| D. | “破镜难以重圆”说明了分子在永不停息地作无规则运动 |