题目内容

8.小晗利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻RL.她选择了满足实验要求的实验器材,并连接了如图实验电路.
(1)主要的实验步骤如下:断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,再断开开关S3,闭合开关S2,记录电压表的示数为U;
(2)请用R0及实验数据表示出RL=$\frac{2.5V}{U-2.5V}{R}_{0}$.

分析 (1)因为要测灯泡正常发光时的电阻,则实验时首先应让灯泡电压等于额定电压时,即应让电压表先测灯泡两端的电压且移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数等于灯泡的额定电压.然后在保持滑动变阻器的滑片位置不变的条件下,再用电压表测出定值电阻两端的电压.
(2)可根据欧姆定律和串联电路的特点求出RL的表达式.

解答 解:(1)断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,为了使灯泡两端的实际电压为额定电压值,所以使电压表的示数为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3,闭合开关S2,记录电压表的示数为U;
(2)由于灯泡和定值电阻串联,
所以定值电阻两端的电压为:U0=U-U
由于电路中的电流为I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{额}}{{R}_{0}}$
所以RL=$\frac{{U}_{额}}{I}$=$\frac{{U}_{额}{R}_{0}}{U-{U}_{额}}$=$\frac{2.5V}{U-2.5V}$R0
故答案为:(1)电压表示数为2.5V; (2)$\frac{2.5V}{U-2.5V}{R}_{0}$.

点评 明确此题的实验原理、试验方法;就能了解测量灯泡正常发光时的电阻时,应先调节滑动变阻器,使灯泡电压达到额定电压;保持滑动变阻器不变,用电压表测出定值电阻两端的电压,由欧姆定律求出流过电路的电流,最后由欧姆定律求出灯泡的电阻.

练习册系列答案
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3.小唐和小亮利用如图甲所示电路图测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A  0~3A)、电压表(0~3V  0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器四只:R1(10Ω 0.5A)、R2(20Ω 0.5A)、R3(50Ω  0.5A)、R4(500Ω  1A).

(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整.(要求当滑动变阻器滑片向右滑动电流表示数变大)
(2)小唐连接电路闭合开关后,电压表的指针迅速越过最右侧的刻度线,无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,则原因可能是小电灯的灯丝断了.
(3)纠正上述问题后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小唐画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(图丙),则小灯泡的额定功率为0.625W.在多次测量中,小唐还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)小亮又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小亮仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华(选填物态变化名称)而变细,消耗的实际功率变小的缘故(选填“大”或“小”).
(5)灯泡的功率测量完毕,他们用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,则他们应选用滑动变阻器R3(选填“R1”、“R2”、“R3”或“R4”).
(6)整理器材时小亮发现滑动变阻器接入电路的电阻丝部分比PC部分热,原因是滑动变阻器接入电路的电阻丝部分和PC部分串联,根据Q=I2Rt,两部分的电流相同,通电时间相同,由于滑动变阻器接入电路的电阻丝部分的电阻大于PC的电阻,所以滑动变阻器接入电路的电阻丝部分产生的热量多.

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