题目内容
14.小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线.图1是小强没有连接完的实物电路.(1)请你用笔画线代替导线,帮小强将实物电路连接完整;
(2)小强合理连好电路闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡不亮,但电压表示数很大,电流表示数为零,则故障的原因可能是灯丝断了.
(3)小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向右端滑动(选填“左”或“右”);
(4)小强通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图2所示的U-I图象.根据U-I图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,通电1min,电流对小灯泡做功1.35J.
分析 (1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,然后将电压表并联在灯泡两端;
(2)电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,电流表无实数、小灯泡始终不亮说明电路断路,即电压表并联部分断路;
(3)电压表示数小于灯泡额定电压,为使灯泡正常发光,应调节滑动变阻器,增大灯泡电压,根据电路图确定滑片的移动方向;
(4)根据图2读出2.5V和1.5V时通过灯丝的电流,根据P=UI求出灯泡的额定功率和W=UIt计算出小灯泡做的功.
解答 解:(1)根据题意可知,灯泡的额定电压为2.5V,因此电压表量程选择0~3V,故将电压表的3V接线柱与灯泡的右接线柱相连,如下图所示:![]()
(2)连好电路闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,说明电压表并联部分断路,故障的原因可能是灯丝断了等;
(3)电压表示数小于灯泡额定电压,故需减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片像右移动;
(4)由图2可知,当电压表的示数为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,
则灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,通过灯泡的电流为0.15A,
则灯泡做的功为:W=UIt=1.5V×0.15A×60s=13.5J.
故答案为:(1)如上图所示;(2)灯丝断了;(3)右;(4)0.5;1.35.
点评 本题考查了实物连接、电路故障的判断、滑动变阻器的正确使用以及额定功率的计算,关键是能从图象上读出灯泡两端电压对应的电流.
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