题目内容

12．小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，且用电源电压为6伏且不变、待测小灯（标有“3.8V”字样）、电压表、电流表、两种规格的滑动变阻器（标有“10Ω 2A”和“50Ω 2A”字样）、电键以及导线若干．为了能通过电压表的示数来准确判断小灯是否正常发光，小华想了一个巧妙的办法，选择其中一个变阻器，连接实验器材后，操作规范，闭台电键，观察到电压表的示数如图（a）所示．经过思考，他换用另一个变阻器并按规范重新实验，闭合电键，移动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，电流表的示数如图（b）所示．
①画出小华同学的实验电路图．（用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）
②读出图（b）中电流表的示数，并说明理由．
③计算小灯的额定功率．

分析 小灯泡的额定电压为3.8V，如果电压表与灯泡并联，则电压表需接0～15V的量程，但分度值较大，不能准确准确判断小灯泡是否正常发光，根据电源电压为6V，可知灯泡正常发光时变阻器两端的电压应为2.2V，所以电压表应与变阻器并联，由此画出电路图，读出电流表的示数，由于P=UI计算出小灯泡的额定电功率．

解答 解：①小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压为6V，灯泡正常发光时，变阻器两端的电压应为6V-3.8V=2.2V；
要准确测量灯泡两端的电压，应将电压表与变阻器并联；
由图a知，电压表的量程应为0～3V，示数为1.9V，此时灯泡两端的电压为6V-1.9V=4.1V，大于灯泡的额定电压，是由于变阻器的阻值太小造成，第二次换成了最大阻值为50Ω的电阻；电路图如图所示：

②由①知，变阻器的阻值为10Ω，两端电压为1.9V，电路中的电流为I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.9V}{10Ω}$=0.19A，此时灯泡两端的电压高于额定电压，所以灯泡的额定电流小于0.19A；
由图乙知，电流表的量程应为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表示数为0.18A；
③P额=U额I额=3.8V×0.18A=0.684W．
答：①见上图；②0.18A；灯泡两端的电压为6V-1.9V=4.1V时，灯泡中的电流I=I滑=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.9V}{10Ω}$=0.19A，所以灯泡正常发光时电流应小于0.19A，电流表选择的是0～0.6A的量程；③0.684W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡额定电流不可能超过的值结合电流表指针的位置确定电流表的示数．

练习册系列答案
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17．小明和同学们做“测定小灯泡的功率”实验，器材有：“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡、滑动变阻器（20Ω  1A），电流表（0-0.6A和0-3A）和电压表（0-3V和0-15V）、开关、导线若干、电源（电压相等且保持不变）．请回答下列问题．

（1）用画笔线代替导线完成图1甲的实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时电流表的示数减小．
（2）为测出额定电压为3.8V小灯泡的额定功率，小明正确连接电路后，闭合开关移动滑片，直至电压表示数为灯泡的额定电压3.8V时，灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，则小灯泡的额定功率为1.14W．
（3）实验时，小明发现自己无法准确判断电压表指针是否指向3.8V，于是他又做了2次实验，每次实验都认为电压表示数最接近3.8V．并将这三次功率的计算结果取平均值得出灯泡的额定功率．你认为小明这样处理数据的方法是合理．（选填“合理”或“不合理”）．
（4）实验中，甲乙两组同学分别选用上述不同规格的小灯泡进行实验，调节滑片过程中电表示数都发生变化，当两组电路的灯泡都正常发光时，恰好电压表示数均为2.5V，电流表示数均为0.3A，并且甲组的灯泡比乙组的亮．小明发现，其中一组的电路连接有问题，造成这种现象的原因是电压表与滑动变阻器并联，由此可得出电源电压是6.3V；调节滑动变阻器的滑片，使两组电路中小灯泡两端的电压均为2.5V时，乙组灯较亮．（选填“甲组”或“乙组”）．
（5）小明继续实验，利用上述器材和两个阻值已知且大小不等的定值电阻R1、R2，设计了测量未知电阻Rx的四种实验电路（如图2）．由于电源电压未知，其中无法测出未知电阻Rx的是甲．
4．（1）甲图中，温度计的示数是-13；
（2）乙图中，弹簧测力计的读数为4.6；
（3）丙图中，长方形铁皮的长度是2.80cm．
1．阅读短文，回答问题：
                                       热动式断路器
当电路发生短路或过载时，电路中的电流就会超过额定电流，可能会引起安全事故，为防止这类事故的发生，电路中通常装有熔断器，空气开关等保护装置，当发生事故时，保护装置会自动切断电源，热动式断路器是最简单的一种断路器，热动式断路器构造如图1所示，向右推动复位手柄，脱扣器将手柄锁定在合闸位置，若电路中电流小于或等于额定电流，则断路器不会动作，当电路过载时，通过断路器的电流就会超过额定电流，此时双金属片发热并向右弯曲（如图中虚线所示），带动脱扣器工作，于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳向断开位置，触点分开，从而断开电源．
热动式断路器适用于过载保护，一旦线路中的电流超过额定电流，断路器需经过一段时间的转换，如图2为某型号的断路器在室温20℃时的动作时间与流经电流的关系图象．
（1）热动式断路器应串联（串联并联）在电路中；热动式断路器中的复位手柄属于省力（省力╱费力╱等臂）杠杆；
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（4）根据图2所示的动作时间和流经电流的关系图象可以知道该型号的热动式断路器的额定电流是20A，当流经电流为40A时的动作时间约为60s
（5）热动式断路器只适用于过载保护，不适用于需要瞬间断电短路的原因是电流通过导体产生的热量与时间成正比，双金属片发热弯曲到断电需要时间．
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