题目内容

5.小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时,所用器材有:电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡,额定功率小于1W,规格为“50Ω  2A”的变阻器,及符合实验要求的电表、开关和导线.如图甲是小亮同学没有连接完整的电路.
(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)所示电路连接完整.
(2)连接电路时,开关应该处于断开状态,滑片应该移到A(A/B)端.
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视B.
A.小灯泡亮度     B.电压表示数  C.电流表示数  D.滑动变阻器滑片
(4)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B(A/B)端移动.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是0.5W.此时变阻器接入电路的电阻为17.5Ω.
(5)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电示数始终为如图丙所示,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25Ω.

分析 (1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程;根据P=UI判断灯泡额定电流的大约值,然后确定电流表的量程;并将电压表并联在灯泡两端,电流表串联在电路中;
(2)连接电路时,开关应断开,变阻器连入电路中的阻值最大;
(3)小灯泡两端的电压等于额定电压时,小灯泡才会正常发光时,灯泡的实际功率等于额定功率;
(4)比较电压表示数与额定电压的大小,根据分压原理确定滑片移动的方向;
根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数,由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率;由欧姆定律的变形公式求出滑动变阻器连入的电阻;
(5)先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数;然后求出变阻器分得的电压,根据分压原理,结合滑动变阻器的最大阻值求出定值电阻的最大阻值.

解答 解:(1)灯的额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程,并联在灯的两端,I<$\frac{P}{U}=\frac{1W}{2.5V}$=0.4A,故电流表量程为0~0.6A;将电流表0.6A的接线柱与灯泡左接线柱相连,如下图所示:

(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开,变阻器连入电路中的阻值最大,即滑片移动到A端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,眼睛应注视电压表的示数.使灯泡两端电压等于灯泡额定电压为止,故选B.
(4)电压表示数为2.2V,小于灯的额定电压,要使灯正常工作,应增大灯的电压,减小变阻分得的电压,根据欧姆定律,要减小变阻器连入电器中的电阻大小,即滑片向B端移动;
电流表的小量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,示数为0.2A,则灯泡的额定功率P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W;
灯正常发光时,变阻器分得的电压为U变=6V-2.5V=3.5V,变阻器连入电路中的电阻大小R变=$\frac{{U}_{变}}{I}=\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω;
(5)根据实物图和图丙可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;在探究电流跟电阻的关系的实验中,应保持不同定值电阻两端的电压为2V不变,滑动变阻器分得的电压压为6V-2V=4V,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器分得的电压是定值电阻分压的2倍,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值是定值电阻阻值的2倍,因滑动变阻器最大阻值为50欧姆,则定值电阻最大阻值为25Ω.
故答案为:(1)实物电路图如上图所示;
(2)断开;A;
(3)B;
(4)B;0.5;17.5;
(5)25.

点评 本题测量小灯泡的电功率,考查电路的连接、注意事项、操作过程、额定功率的计算、电阻大小的计算及器材的选用等知识,这些都是中考的热点问题,要熟练掌握.

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