题目内容
18.小勇用图甲所示电路测量小灯泡的额定功率,小灯泡上标有“3.8V”的字样,额定功率约1W,变阻器R0的规格是“20Ω 1A”,电源电压恒为6V.(1)请用笔画线代替导线,将图甲实物电路连接完整(要求导线不交叉,滑片向左移,灯光变亮);
(2)连接好电路后,为了保证电路安全,应将滑片移至B(选填“A”或“B”)端,才能闭合开关;
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数.接下来应进行的操作是C;
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.移动滑片,观察小灯泡是否发光
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如乙所示,则小灯泡的额定功率是1.14W;
(5)小勇继续调节变阻器的过程中,小灯泡突然熄灭,电压表示数变大(选填“变大”、“变小”或“不变”),经检查发现灯丝烧断.
分析 (1)电流表、电压表量程的选择变阻器要求一上一下连接,并注意滑片向左滑动时,灯泡变亮这一要求;
(2)连接好电路后,为了保证电路安全,应将滑动变阻器滑片移至阻值的最大处;
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,不用更换灯泡,也不用检查电路是否断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,分析电阻过大的原因,然后进行下一步操作;
(4)根据电流表的量程和分度值,读出电流值,再根据公式P=UI计算额定功率的大小;
(5)根据电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端电压;灯泡不亮,电流表示数几乎为零,说明电路有断路故障;电压表有示数,并且示数变大,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连.;
解答 解:(1))小灯泡的电流约为:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1W}{3.8V}$=0.26A,故电流表的量程为0-0.6A,因为小灯泡的额定电压为3.8V,故电压表的量程为0-15V;因为向左移动,灯变亮,滑动变阻器的变小,接左下接线柱,如图所示.![]()
(2)连接好电路后,为了保证电路安全,应将滑动变阻器滑片移至B端即阻值的最大处;
(3)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操作;
(4)读图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A.
则小灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W.
(5)如果实验过程中灯丝烧断,小灯泡突然熄灭,此时电压表示数变大,因为此时电压表测量电源电压.
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)C;(4)1.14;(5)变大.
点评 (1)了解探究并联电路电流特点实验的连接,探究的过程与结论的得出,属本实验常考的内容;
(2)本题考查了测量小灯泡电功率的实验中,实物图的连接、电流表的读数、电功率的计算、实验的改进与分析等,综合性强,有一定新意.
(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉).
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处.闭合开关后发现小灯泡亮后马上熄灭,电压表有示数,电流表无示数.逐渐向右移动滑片,小灯泡始终不亮,电流表示数仍然为零.则闭合开关前该电路故障可能是滑动变阻器被短路.
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 发光情况 | 明亮 | 亮 | 更明亮 | 较亮 | 较暗 | 微光 | 熄灭 | 熄灭 |
| 电压U/V | 2.5 | 2.1 | 3.0 | 1.7 | 1.3 | 0.9 | 0.5 | 0.1 |
| 电流I/A | 0.28 | 0.26 | 0.30 | 0.24 | 0.21 | 0.19 | 0.16 | 0.05 |
①小灯泡的额定功率为0.7W.
②7、8两次实验中,灯泡熄灭的原因是灯泡的实际功率过小.
(4)利用该电路也可以探究电流跟电阻的关系,只将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为3V不变,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于20Ω(电源由三节新干电池串联组成,滑动变阻器的最大电阻为10Ω)
(5)上一问用到物理学中常用的“控制变量法”.下列实验中,没有用到这一方法的是A (填序号)
A.研究光的反射规律 B.研究物质吸热本领跟物质种类的关系
C.研究压力的作用效果跟压力的关系 D.研究导体电阻的大小与材料的关系.