题目内容

2.有一个小灯泡,标有4.5V字样,要测定它发光时的电阻(约3Ω)已知电源电压为6V.

(1)在方框中画出用伏安法测它正常发光时电阻的电路图.
(2)用笔画线,按电路图完成实物图的连接.
(3)在连接电路的过程中,开关应处于断开状态,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移动到右端(根据实物图填“左”或“右”).
(4)电压表的量程选0-15V,电流表的量程选0-3A.若滑动变阻器有两种规格:“10Ω 2A”和“50Ω 1A”,应选规格为“10Ω2A”的滑动变阻器.
(5)滑动变阻器的作用有两个:一是保护电路;二是调节灯泡两端的电压.
(6)闭合开关后无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,电流表无示数,电压表示数接近电源电压.出现这种现象的原因是:灯泡断路.
(7)若电流表和电压表的位置互换,将会出现的现象是:电灯不亮,电流表几乎为0,电压表几乎等于电源电压.
(8)调整好电路后,使电压表的示数为4.5V时,电流表的示数如图所示,其示数为1.2A,计算小灯泡正常发光时的电阻为3.75Ω.
(9)用伏安法测电阻和测小灯泡功率两个实验的区别有哪些?

分析 (1)画电路图时顺序要和电路一致;
(2)根据灯泡规格选择电流表和电压表量程,以此根据电路图连接实物;
(3)连接电路的过程中开关应是断开的,闭合开关前滑动变阻器的滑片要放在阻值最大处;
(4)由(2)选择合适规格的滑动变阻器;
(5)滑动变阻器在电路中的作用有二:保护电路,调节用电器两端电压或电路电流;
(6)灯泡都不发光,电流表无示数,可能是电流断路,电压表有示数,电压表以外部分是通路,可以从灯泡上分析原因;
(7)若电流表和电压表的位置互换,即电压表串联入电路中,由此分析;
(8)当电压表的示数为额定电压时灯泡正常发光,读出电流表求数,根据R=$\frac{U}{I}$算出电阻值;
(9)从实验原理和实验数据处理方法不同上区别.

解答 解:
(1)伏安法测灯泡的电阻,电流表测灯泡电流,电压表测灯泡电压,灯泡与滑动变阻器连成串联电路开关,电路如图所示:
;
(2)由题灯泡额定电压4.5V,所以电压表应选择0-15V量程,灯泡发光时的电阻约3Ω,通过电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{3Ω}$=1.5A,所以电流表选择0-3A量程,连接实物图如图所示:
;
(3)为保证电路安全,连接电路的过程中开关应是断开的,闭合开关前滑动变阻器的滑片要放在阻值最大处,由图滑动变阻器左下连入电路,所以滑片应右端;
(4)由(2)可知电压表应选择0-15V量程,电流表选择0-3A量程,滑动变阻器应选择规格为“10Ω 2A”;
(5)滑动变阻器的使用可以赶到保护电路的作用,另外本实验中还可以调节灯泡两端的电压;
(6)无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,电流表无示数,电路可能出现断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表以外的部分是通路,所以出现这种现象的原因灯泡断路;
(7)若电流表和电压表的位置互换,电压表串联入电路,电路电阻非常大,示数几乎等于电源电压,电流非常小,所以电流表示数为几乎为0;电流表与灯泡并联,故不亮;
(8)当电压表的示数为额定电压4.5V时灯泡正常发光,电流表用0-3A,分度值0.1A,电流表示数为1.2A,所以R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4.5V}{1.2A}$=3.75Ω;
(9)两个实验的主要不同有:①实验原理不同:测电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$,测功率的原理是P=UI;
②实验数据处理方法不同:测电阻用电压和电流的比值计算电阻;测功率用电压和电流的乘积计算电功率.
故答案为:(1)(2)见上图;(3)断开;右;(4)0-15;0-3;“10Ω 2A”;
(5)保护电路;调节灯泡两端的电压;(6)灯泡断路;
(7)不亮;几乎为0;几乎等于电源电压;(8)4.5;1.2;3.75;
(9)两个实验的主要不同有:①实验原理不同:测电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$,测功率的原理是P=UI;
②实验数据处理方法不同:测电阻用电压和电流的比值计算电阻;测功率用电压和电流的乘积计算电功率.

点评 本题考查了测电阻的实验中的电路图、实物连接、注意事项、故障判断、电阻计算等,考查的非常全面,都是测电阻的实验中经常考到的内容,须掌握.

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