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.

练习册系列答案
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3.在“测定小灯泡的电功率”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10Ω).

(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整.
(2)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B
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器       B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
(3)闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A(选填“A”或“B”)端.
(4)闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是2.2 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向B(选填“A”或“B”)端移动.
(5)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:
①小灯泡的额定功率为0.625 W.
②小灯泡灯丝电阻是变化的,主要是受温度 变化的影响.
③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实际电功率太小.
(6)完成上述实验后,小华在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象,设计出了一个测未知定值电阻的电路,如图丁所示.请根据电路图将实验步骤补充完整:
①闭合S1,断开S2,移动滑片P,使电流表的示数为0.25A
②断开S1,闭合S2,读出电流表的示数I表达式:Rx=$\frac{2.5V}{I-0.25A}$.

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