题目内容

6.如图所示是某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中所连接的实物图.灯泡的额定电压是2.5V,电阻约9Ω,滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样:

(1)在图中把电压表正确连入电路.在开关闭合前,应将滑片P滑至A(选填“A”或“B”)端.
(2)该同学合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.他分析产生故障的原因可能是;a.小灯泡丝断了;b.小灯泡短路;c.滑动变阻器断路.(电流表、电压表均无故障)请你根据表一中电流表、电压表示数可能出现的几种情况,帮助判断故障原因,并将序号填写在如表对应的空格里.
电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0b
示数为0示数不为0a
(3)排除故障后,该同学调节变阻器滑片的位置,使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V,依次测出通过小灯泡的电流,并观察发光情况,记录在如表中.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,此时小灯泡电阻
是8.33Ω,小灯泡的额定功率是0.75W.(计算结果保留两位小数)
U(V)I(A)R(Ω)灯泡亮度
20.258暗
2.50.38.33亮
2.80.328.5很亮
(4)实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯丝的电阻大小不一样,其原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化.
(5)将图中的小灯泡更换成定值电阻,且电路连接完好,还可以完成的实验是B
A.探究电流的磁场强弱与电流大小的关系B.探究电流与电压关系
C.探究电流产生的热量与电阻的关系D.探究电流与电阻关系.

分析 (1)为保护电路,连接电路时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大;
(2)灯泡不亮可能是电路断路或灯泡短路:如果灯泡断路,电流表无示数,电压表串联在电路中,测电源电压;如果灯泡以外的电路断路,电流表无示数,电压表也无法测电压,电压表示数为0;如果灯泡短路,电路是通路,电流表有示数,电压表测导线电压,示数为0.
(3)根据电流表的量程和分度值读出灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律求出此时小灯泡电阻,根据P=UI求出小灯泡的额定功率.
(4)小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(5)换为定值电阻,其大小不变,电压表可测电阻两端的电压,电流表可测通过电阻的电流,据此判断可完成哪个实验.

解答 解:(1)滑动变阻器在闭合开关前应滑到A端,此时接入电路的阻值最大.
(2)①灯泡灯丝断了,电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,测电源电压,示数不为0,
②灯泡短路,电路是通路,电流表有示数,电压表测导线电压,示数为0,
③滑动变阻器开路,电路断路,电流表示数为0,电压表无法测电压,示数为0.
故表中的两种故障分别对应的是:b.小灯泡短路;a.小灯泡丝断了;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以灯泡正常工作时的电流为0.3A;
此时小灯泡电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω;
小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.
(4)实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯丝的电阻大小不一样,这是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(5)把小灯泡换成定值电阻后,其大小保持不变,由电压表可测出电阻两端的电压U,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验.选B;
故答案为:(1)A;
(2)见下表.

电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0b
示数为0示数不为0a
(3)8.33; 0.75;
(4)灯丝温度越高,其电阻越大.
(5)B.

点评 本题考查了滑动变阻器的使用、电路故障的判断和电流表的读数以及电功率的计算、影响电阻大小的因素,涉及的知识点较多,综合性强.

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