题目内容
【题目】在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6 V ,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为10Ω。
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(1)请在图1中用笔画线代替导线,完成电路连接;
(______)
(2)实验室里有规格为甲“10Ω 1 A”和乙“50Ω 1 A”的滑动变阻器,为了完成该实验,你认为应该选择_______ ( 选填“甲”或“乙”)滑动变阻器;
(3)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,小灯泡不亮,其原因是___。调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,电压表的指针偏转超过最大刻度,你判断故障可能是______;
(4)故障排除后,开始进行实验。逐步移动滑动变阻器滑片,看到如图2所示的电压表示数,为使灯泡正常发光,应向_____(选填 “左”或“右”)端移动滑片,根据测量数据绘制了灯泡的I-U图像,如图3所示。则灯泡的额定功率为_____W;
(5)利用如图4所示的电路也可测量小灯泡的额定功率(额定电压为U额)。滑动变阻器R1的最大阻值为R,闭合开关S,将滑动变阻器R1的滑片移至最左端,移动滑动变阻器R2的滑片,使电压表的示数为_____,保持R2的滑片不动,将R1的滑片移至最右端,此时电压表的示数为U,则小灯泡的额定功率为_____(用R、U额,U表示)。
【答案】
乙 小灯泡的实际功率太小 小灯泡断路 右 0.5 U额 U额
【解析】
(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5 V,电压表的量程是0~3V,电压表与灯泡并联,将变阻器一上一下接入电路,如图所示:
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(2)[2]灯的额定电流约为
I=
=0.25A
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入的电阻
R滑=
=14Ω
故选用“50Ω 1 A”的滑动变阻器,即选择乙滑动变阻器。
(3)[3]在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,则电路为通路,小灯泡不亮,可能是电路的电流过小,导致灯的实际功率过小。
[4]调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,则电路可能断路,电压表的指针偏转超过最大刻度,则电压表与电源连通,故障可能是灯泡断路。
(4)[5][6]灯在额定电压下正常发光,图中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;根据测量数据绘制了灯泡的I-U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,灯泡的额定电功率为
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(5)[7]闭合开关S,将滑动变阻器R1的滑片移至最左端,电压表测量灯泡电路的电压,移动滑动变阻器R2的滑片,使电压表的示数为U额。
[8]保持R2的滑片不动,将R1的滑片移至最右端,电压表测量灯泡和R1两端的电压,此时电压表的示数为U,R1两端的电压为
U1=U-U额
通过R1的电流
I1=![]()
由串联电路电流的规律可知通过灯泡的电流
I额= I1=![]()
小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=U额![]()