题目内容
【题目】在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12
)。
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(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整__________ 。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是____________。为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 _______。
A. “10
0.5A”的滑动变阻器 B.“50
0.5A”的滑动变阻器
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是_____V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“A”或“B”)端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象(如图丙所示)。分析图象可知:小灯泡的额定功率为_____W。实验中观察到:当小灯泡两端的电压低于0.5V时,小灯泡不发光,根据图象分析其原因是_______。
(4)若将这个小灯泡与阻值为15
的定值电阻串联在电压为4.5V的电源两端,则这个小灯泡的实际功率是______W。
【答案】
灯泡断路 B 2.2 A 0.625 灯泡的实际功率太小 0.3
【解析】由题可知,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12
,根据欧姆定律
,所以电流表选择量程0~0.6A。滑动变阻器与小灯泡串联,连图如下:
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闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,则说明电路存在断路,电压表有示数,若电路只有一处故障,则故障原因是小灯泡断路。
因为电源电压U=6V,当小灯泡正常发光时,灯泡两端电压为其额定电压,则滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V,此时电路中的电流约为0.21A,故滑动变阻器连入电路中的电阻
,
所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器。
(3)由图乙,电压表的量程为0~3V,分度值0.1V,故示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,需增大灯泡电压,根据串联电路的分压原理,应减小滑动变阻器连入阻值,即向A端移动。
由丙图象可知,电压为2.5V时的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率P=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W。
根据灯泡的亮度由实际电功率决定,由图象知,当灯泡两端电压小于0.5V时,电流不足0.1A,由P=UI知灯泡实际功率太小,所以灯泡不发光。
(4)若将这个小灯泡与阻值为15
的定值电阻串联在电压为4.5V的电源两端,由图丙可知:当UL=1.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,定值电阻两端电压为3V,满足题意。所以这个小灯泡的实际功率是P=UI=1.5V×0.2A=0.3W。