题目内容

1.同学们在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源用三节新干电池,小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻阻值约为10Ω.

(1)请用笔画线代替导线,将如图甲的实物电路连接完整.
(2)小明同学正确连接电路闭合开关后,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灯泡断路(写出一种即可).
(3)小亮同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数为(如图乙所示)2.2V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向B(填“A”或“B”)端移动.
(4)小光同学根据实验数据画出如图丙所示的I-U图象,计算出小灯泡的额定功率是0.75W.

分析 (1)根据灯泡的额定电压选择电压表量程,根据灯泡正常发光时的电流,选择电流表量程,把电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端;     
(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近3V,等于电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路;综合分析知电路故障原因是灯泡断路;
(3)确定电压表量程、最小分度值,由图示电压表读出电压表示数;根据电压表示数与灯泡额定电压的关系调节滑动变阻器滑片,直到使电压表示数等于灯泡的额定电压为止;
(4)根据功率公式计算出灯泡的额定功率.

解答 解:(1)灯泡额定电压是2.5V,电压表选3V量程;灯泡正常发光时电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A,则电流表选择0.6A量程;把电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示;

(2)闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是小灯泡的灯丝断了(或小灯泡与灯座接触不良或小灯泡处断路);
(3)电压表的量程为0-3V,分度值为0.02A,电压表示数是2.2V;灯泡实际电压小于额定电压,实际功率小于额定功率.为了使灯泡正常发光,滑动变阻器分得的电压需减小,因此应向B端移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数为2.5V,灯泡可正常发光;
(4)由数据可知:电压表示数为2.5V,通过灯泡的电流为0.3A,则P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡断路;(3)2.2;B;(4)0.75.

点评 本题考查了实验注意事项、连接电路图、电压表读数、电路故障分析、滑动变阻器的调节、求灯泡的额定功率,这些都是实验的常考内容;应知道灯泡和滑动变阻器上电压的变化情况,这是本题的解答关键.

练习册系列答案
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12.张皓同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图甲所示,小灯泡所标示的额定电压为2.5V.
(1)张皓同学按甲图连好电路如图甲所示,闭合开关前,他应将滑片P移到滑动变阻器的最左(选填“左”或“右”)端;
(2)接着检查电路连接,他发现有一根导线连接错了,请你在甲图中在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(3)改正连接后,他闭合开关,发现灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,那么电路的故障原因是:小灯泡短路;
(4)排除故障后进行实验,他根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示,由图象可知小灯泡的额定功率是0.75W;
(5)由步骤(5)知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线,他结合实验过程分析得知,形成的原因是:灯丝电阻随温度的变化而变化.
(6)张皓同学又设计了两种测量定值电阻Rx阻值的实验电路方案,方案中定值电阻的阻值为R0
①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为Ul和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$.
②方案二:电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$.请判断结果是否正确并简要说明理由:不正确,没有控制Rx和Ro两端的电压相等.
16.小莫同学做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为4V.小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样,其额定功率小于1W,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”

(1)在实验前检查仪器时,发现电流表的指针如图1所示,则他接下来的操作是对电流表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)请你根据图2电路图用笔画线代替导线,将图3中未完成的电路连接好.要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变大,导线不能交叉;
(3)连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,灯泡不亮,移动滑片时电压表和电流表仍然没有示数,灯泡不亮.电路的故障可能是D;
A.灯泡短路  B.滑动变阻器短路  C.灯泡断路  D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图4所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将滑片适当地向右 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2.5V,此时电流示数如图5所示,那么灯泡的额定功率是0.75W;
(5)小莫能用小灯泡来研究电流与电压的关系吗?不能;理由是灯丝的电阻随温度的升高而增大.
(6)为了研究电流和电阻的关系,小莫找到几个定值电阻,阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,他用5Ω的电阻替换电路中的小灯泡,移动滑片使电压表示数为2.5V,记录电流表示数,又换上10Ω的电阻,移动滑片,最终电流表的示数为0.25A;
(7)当小莫用20Ω的电阻进行实验时,发现电压表的示数始终不能调到2.5V,聪明的小莫想到了解决办法,他将其中一个定值电阻串联接入电路后,既可以用20Ω的电阻完成实验,又可以用30Ω的电阻完成实验,他选择的定值电阻是10Ω.

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