题目内容

14.在“测小灯泡电功率实验”中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V.
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整(要求不得交叉).
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障的原因是小灯泡断路(选填“短路”或“断路”).
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为0.48W.若是小灯泡正常发光,应将滑片向左(选填“左”或“右”)端移动;
(4)若将图甲中小灯泡换成定值电阻,其他元件不变,还可探究的实验是B
A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系   B.探究电流与电压的关系 
C.探究电流与电阻的关系.

分析 (1)根据灯泡额定电压确定电压表的量程,灯泡滑动变阻器、电流表串联接入电路,电压表与灯泡并联;
(2)电流表示数为零,说明电路故障为断路,电压表示数不为零,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连;
(3)由图乙确定电流表量程与最小分度值,读出电流表示数,由电功率公式P=UI求出灯泡的功率;要想使灯泡正常发光,灯泡两端的电压要增大,则灯泡电流要增大,电路电阻要变小;
(4)完成每个实验各需要什么器材,各需要控制什么,需要改变什么,分析本实验器材是否能满足实验要求.

解答 解:(1)灯泡额定电压是2.5V,电压表选0~3V量程,灯泡、电流表、滑动变阻器串联接入电路,电压表与灯泡并联,电路图如图所示:

(2)灯泡L开路,电流表示数为零,电压表的两个接线柱能与电源相通,即电压表示数不为零,则故障的原因是小灯泡断路;
(3)由图乙知,电流表的量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.32A,
则灯泡的额定功率P额=U额I额=1.5V×0.32A=0.48W;
若使小灯泡正常发光,应该使灯泡两端的电压增大到2.5V,则电路中的电流也要相应地增大,此时滑动变阻器接入的电阻应减小,因此滑片应向左端移动;
(4)A、根据Q=I2Rt,探究电流产生的热量与电阻的关系时,控制电流和通电时间不变,只有一个定值电阻,不能改变电阻,无法进行实验,本实验器材不能完成;
B、探究电流与电压的关系时,控制电阻不变,通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,来探究电流与电压的关系.本实验器材能完成;
C、探究电流与电阻的关系时,保证电压一定,改变电阻大小,只有一个定值电阻,不能改变电阻,无法进行实验,本实验器材不能完成.故还可探究B.
故答案为:(1)如上图所示;(2)断路;(3)0.48;左;(4)B.

点评 本题涉及到实物图的连接,滑动变阻器、电压表、电流表的使用,故障问题分析,电流表的读数,功率的计算,焦耳定律,电流跟电压、电阻的关系等,涉及到的知识很广,难度很大.

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