题目内容

18.用伏安法测小灯泡的电功率,已知灯的额定电压为2.5V.

(1)在图1中,已完成了一部分的电路连接,请你继续完成实验电路的连接.
(2)电路接通后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,小灯泡均不发光,电压表的示数为3V,电流表的示数几乎为零.请说出一种导致这种现象的可能原因:小灯泡断路(或灯座断路).
(3)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在A 端.(选填A或B)
(4)测电功率的原理是P=UI.
(5)如果在调节滑动变阻器的时候,电压表的示数如图2所示,为了测定灯的额定功率,应将滑片向B调节.(A或B)
(6)调节滑片P,使灯正常发光时,电流表的示数如图3所示,则灯泡的额定功率为0.5W.

分析 (1)根据灯的额定电压确定电压表的量程,电压表并联在灯的两端;由图3知,电流表选用小量程,串联在电路中;
(2)灯泡均不发光,电流表的示数几乎为零,说明电路中的电阻很大;电压表的示数为3V,说明电压表与电源连通,据此判断;
(3)开关闭合前,变阻器连入电路中的电阻最大;
(4)测电功率的实验原理是P=UI;
(5)比较电压表示数与额定电压的大小,根据分压原理确定滑片移动的方向;
(6)由电流表小量程读数,根据P=UI计算额定功率;

解答 解:(1)灯的额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程,并联在灯的两端,电流表选用小量程,串联在电路中,如下图所示:

(2)电路接通后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,小灯泡均不发光,电流表的示数几乎为零,根据欧姆定律,说明电路中的电阻很大;电压表的示数为3V,说明电压表与电源连通,所以故障可能是小灯泡断路或灯座断路而导致电压表串联在电路中了;
(3)开关闭合前,变阻器连入电路中的电阻最大,即滑片应移动到A端;
(4)测电功率的原理是P=UI;
(5)电压表小量程分度值为0.1V,示数为2.2V小于灯的额定电压,要使灯正常工作,应增大灯的电压减小变阻器分得的电压,根据分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以,滑片向B端移动;
(6)电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.2A,灯的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)小灯泡断路(或灯座断路);
(3)A;
(4)P=UI;
(5)B;
(6)0.5.

点评 本题测量小灯泡的额定功率,考查电路的连接、故障的分析、注意事项、实验原理、操作过程、额定功率的计算等知识,这些基本内容一定要熟练掌握.

练习册系列答案
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6.按图示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验.所用器材有:标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、电压表(量程为0~3V、0~15V)、开关及导线若干.
(1)某学生在实验时,把电流表与电压表的位置交换连接了,闭合开关后会造成D.(填选项前的字母)
A.电流表烧坏     B.电压表烧坏C.小电灯烧坏   D.小电灯不亮
(2)另一学生按图连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数.经检查,导线连接完好,则电路故障是小电灯断路排除该故障换用新元件后,闭合开关时,观察到灯闪一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处.
(3)小明同学按电路图正确连接电路后,闭合开关,从大到小调节滑动变阻器的阻值,并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表.
电压表的示数U/V电流表的示数I/A小电灯的功率P/W
2.00.20
2.50.22
3.00.25
3.80.30
4.50.32
①小电灯正常工作时,连入电路的滑动变阻器的阻值为7.3Ω.它的额定电功率为1.14W
②将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6 V 电源的两端,两灯消耗的总功率为1.5W.
(4)若电压表的0~15V 量程已损坏,只能使用0~3V量程,其他器材不变,如何测出小电灯的额定功率?
①在虚线框中画出测量电路图.
②若小电灯两端最大可加4.5V电压,为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全,参照小明的实验数据,估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为4.7Ω~12Ω.
(5)不用电压表,可增加其他元件,重新设计一个合理的方案测量小灯泡的额定电功率,只画电路图.

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