题目内容

18.小明用伏安法测额定电压为3V小灯泡正常发光时的电功率.
(1)小阳连接的部分实验电路如图1示,该实验装置中缺少一根导线,请你补充完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小.
(2)在连接电路时开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最右 端(填“左”或“右”).
(3)正确连接完电路以后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表的指针无偏转,电压表的指针有明显偏转,这可能是由于灯泡断路造成的.
(4)排除故障后,闭合开关发,调节滑动变阻器使电压表示数为4V时,时电流表的示数如图2示,小灯泡正常发光的电功率是3.375W.

分析 (1)伏安法测额定功率实验中,滑动变阻器应与灯泡串联;
(2)为保护电路,连接电路时,开关处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应该是滑动变阻器的最大阻值;
(3)常见的电路故障有断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因.
(4)根据电压与电流值计算出灯丝的电阻,及正常工作时电流,利用P=UI计算额定功率.

解答 解:
(1)滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小,应使用左侧的下接线柱,冰使滑动变阻器与灯泡串联,如图所示:
;
(2)连接电路时,开关应处于断开状态;由电路图可知,闭合开关前,滑片应移到最右端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(3)闭合开关,灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路,电流表指针几乎不动,说明电路存在断路,
电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的灯泡断路.
(4)电流表所用量程为0-3A,示数为1.5A,由I=$\frac{U}{R}$得,灯泡灯丝的电阻:RL=$\frac{U}{I}$=$\frac{4V}{1.5A}$≈2.67Ω;
灯泡额定电压2.5V所对应的电流为:I额=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{2.67Ω}$=1.125A,灯泡额定功率P=U额I额=3V×1.125A=3.375W.
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;右;(3)灯泡断路;(4)3.375W.

点评 本题考查了实验注意事项、电路故障分析、求灯泡额定功率、分析灯泡电阻变化规律等;掌握基础知识是正确解题的关键;要掌握应用图象法处理实验数据的方法.

练习册系列答案
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13.实验室有蓄电池(电压为6V)一个,开关一个,导线若干.另外还有可供选择的以下器材:A.电流表(0-0.6A,0-3A);B.电压表V1(0-3V,0-15V);C.电压表V2(0-3V,0-15V);D.定值电阻R1(20Ω);E.定值电阻R2(500Ω);F.滑动变阻器(0-10Ω);G.滑动变阻器(0-50Ω);H.滑动变阻器(0-1KΩ).
为了测量一个额定电压是2.5V、正常工作时电阻约为8Ω的小灯泡的额定功率,小明连接的电路如图甲所示.检查电路时,发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上大“×”,并补画出正确的连线.

(1)若没有发现连线错误,闭合开关,会出现灯泡不亮(或:电流表无示数;电压表的指针指向最大刻度右侧)现象(写出一种即可)
(2)小明在实验电路中选用G滑动变阻器最合适.(填写器材前面的字母)
(3)小明正确连接电路后进行测量,当移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向左.(填“左”或“右”)端移动.当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,这时通过小灯泡的电流为0.32A.小灯泡的额定功率是0.8W.
(4)实验中,小明还记录了多组小灯泡的电压及对应电流的数值.分析后他发现,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻变大(填“变大”、“变小”或“不变”),产生这种现象的原因是灯丝电阻随温度的升高而增大.
(5)小明家有一电热毯,铭牌上标有“220V,**W”的字样,其中额定功率值不清,约40W~60W之间.现在实验室有下列实验器材:小明还想利用实验室的器材测量出电热毯的额定功率,根据学过的物理知识,小明认为只要测量出电热毯的电阻的阻值RX,就可计算出它的额定功率.
①为了追准确的测量RX,应选择的实验器材器BCEH(填写器材前面的字母).
②在虚线方框中画出实验电路图,
③根据实验电路图,计算电阻丝阻值的表达式为:R=$\frac{{U}_{1}{R}_{2}}{{U}_{2}}$.

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