题目内容
15.小科购买了一套电学家庭实验装置,实验时他发现灯泡多次损坏,为查出原因,他决定测量规格大约为“6.3V,0.15A”小灯泡的额定功率.桌上的实验器材还有输出电压约10V的电源、滑动变阻器(有“10Ω,2A、“5Ω,1.5A”两种规格)、电流表,电压表、开关、导线等.(1)图1是小科测量时所连接部分实物连线图,请你根据电路图补全实物连线图,此时滑动变阻器的滑片应在最大阻值处.
(2)实验中,组员小徐同学选择了规格为“10Ω,2A”的滑动变阻器,你预计会出现什么现象?说明理由.由于滑动变阻器阻值太小,实验时电路电流将大于灯泡额定电流,灯泡不能正常发光.
(3)调整滑动变阻器后,在某次测量中,电流表、电压表读数如图2所示,此时应如何滑动变阻器的滑片才能测量小灯泡的额定功率?向右 (选填“向左”或“向右”).
分析 (1)要测量规格大约为“6.3V,0.15A”小灯泡的额定功率,据此选择电压表、电流表的量程,注意电流正入负出,完成实物电路图.
(2)应用串联电路特点与欧姆定律求滑动变阻器的最小阻值,然后答题.
(3)由图示电表确定其量程与分度值,然后读出其示数,此时电压表示数小于灯泡额定电压V,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器分压,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,将滑片向右移动,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止.
解答 解:
(1)因为要测量规格大约为“6.3V,0.15A”小灯泡的额定功率,电压表选大量程0-15V;正常工作电流为0.15A,电流表选小量程0-0-6A,实物电路图如图所示:![]()
(2)灯泡正常发光时,电路电流等于灯泡额定电流0.15A,滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=10V-6.3V=3.7V,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.7V}{0.15A}$≈24.7Ω>10Ω,由于滑动变阻器阻值太小,实验时电路电流将大于灯泡额定电流,灯泡不能正常发光.
(3)由图示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.08A,电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为2.5V;此时电压表示数小于灯泡额定电压6.3V,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器分压,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,将滑片向右移动,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止.
故答案为:(1)如图所示;(2)由于滑动变阻器阻值太小,实验时电路电流将大于灯泡额定电流,灯泡不能正常发光;(3)向右.
点评 本题考查了连接实物电路图、实验现象分析、电表读数、实验操作,对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.
(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图(甲)所示.为使杠杆在位置平衡,应将杠杆左端螺母向右边旋一些(选填“左”或“右”).
(2)调好后,第一组按图(乙)进行实验,第二组按图(丙)进行实验.你认为第组实验更好,理由是第二组,便于测量力臂.
(3)改组测得一组数据如表所示:
| 动力(F1/N) | 动力臂(L1/cm) | 阻力(F2/N) | 阻力臂(L2/cm) |
| 3 | 4 | 4 | 3 |
请你对小明的分析做出评价:只做一次实验,实验结论具有偶然性;分析数据时不同的物理量不能采用加减法.
(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是:杠杆有自重.