题目内容

8.小明同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,所用电源电压保持不变,实验用小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)请将图中的电路连接完整.(要求滑片P向右滑动时电灯变亮,导线不允许交叉)
(2)小明将电路的错误连线改正后,当他闭合开关时,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表的示数为4.5V,则小该电路故障可能是灯泡断路.
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示
实验次数12345678
发光情况明亮亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭
电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1
电流I/A0.280.260.300.240.210.190.160.05
分析实验数据可知:
①小灯泡的额定功率为0.7W;
②7、8两次实验中,灯泡熄灭的原因是灯泡的实际功率太小;
③所用滑动变阻器的最大阻值至少为20--88Ω.
④小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω(填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”).

分析 (1)根据要求滑片P向右滑动时电灯变亮确定变阻器连接,根据灯的额定电压确定表量程与灯并联;
(2)实验中,灯不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路;电压表示数为4.5V,说明电压表与电源的两极连通,则与电压表并联的灯之外的电路是连通的,说明与电压表并联的灯断路了;
(3)①由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;
②如果灯泡实际功率如果太小,将不足以引起灯泡发光;
③根据分压原理,当变阻器分得的电压最大时,变阻器连入电路中的电阻最大,由表中数据,根据灯的最小电压和通过的电流,由串联电路的规律,根据欧姆定律求变阻器连入电路中的最大阻值;
④灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,根据表中实验数据求出灯泡电阻阻值,然后答题.

解答 解:(1)要求滑片P向右滑动时电灯变亮,即电流变大,电阻变小,将滑片以右电阻丝连入电路中,灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
    
(2)经分析,当他闭合开关时,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表的示数为4.5V,则小该电路故障可能是灯泡断路;
(3)①由表中实验数据可知,灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.28A,
灯泡额定功率PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W.
②由表中实验数据可知,7、8两次实验,灯泡电压与电流很小,灯泡实际功率很小,由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光,所以灯泡熄灭.
③由表中数据,当灯的电压U=0.1V时,变阻器分得的电压最大为U滑=U电源-U=4.5V-0.1V=4.4V,
变阻器连入电路中的最大电阻R滑大=$\frac{{U}_{8}}{{I}_{8}}=\frac{4.4V}{0.05A}$=88Ω;
④由表中第8组实验数据可知,由欧姆定律,此时灯泡电阻R=$\frac{U}{{I}_{8}}$=$\frac{0.1V}{0.05A}$=2Ω,灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,小灯泡在断电一段时间后,灯丝温度降低,灯泡电阻阻值减小,则灯泡电阻可能是1Ω,但不会为0.
故答案为:(1)如上所示;
(2)灯泡断路;
(3)①0.7;②灯泡的实际功率太小;③--88;④1Ω.

点评 本题测灯的功率,考查电路的连接、故障的分析、额定功率的计算、决定灯的亮度的因素、影响电阻大小的因素及对器材的要求,难度较大.

练习册系列答案
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