题目内容
5.小军同学根据如图甲“测量小灯泡功率”,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样(灯泡额定功率估计为1W).(1)如图甲,闭合开关前,滑片应调到a(选填“a”或“b”)端.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表无示数,电流表有示数,若电路只有一处故障,则故障是灯泡发生短路.
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3.8V时,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为1.292W.
(4)小军通过移动滑片,测量多组数据,绘制了电流与电压的关系图象,你认为通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系应该是图丙中的A(选填“A”、“B”或“C”)线条,不能(选填“能”或“不能”)用此套器材探究“电流与电阻的关系”.
(5)小红利用上面的器材也做该实验,实验时发现电压表0-15V的量程坏了,但0-3V的量程完好无损,在不换用其他器材的情况下(其他器材没有损坏),她通过认真思考,也能够测量出该灯泡的额定功率,请帮她把如图2的实物图连接完整(连线不能交叉,电表量程要合适).
分析 (1)滑动变阻器连入电路时应将滑片滑倒电阻最大位置;
(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路存在断路;电压表无示数,可能是灯泡短路,或电压表并联电路之外存在断路,或者是电压表断路;电流表有示数,说明电路不存在断路;综合分析可知,电路故障是灯泡短路;
(3)弄清楚电流表的量程和分度值,读出电流值,再根据P=UI求出额定功率;
(4)灯泡电阻随温度的升高而增大,根据这个特点进行分析;探究“电流与电阻的关系”实验时,应控制电压不变,改用定值电阻;
(5)电源电压为6V,根据串联电路电压特点,当灯泡电压为3.8V,滑动变阻器的电压为2.2V<3V,可以利用0~3V量程测量滑动变阻器的电压.
解答 解:(1)如图甲,闭合开关前,应将滑片滑倒电阻最大位置,即调到a端;
(2)闭合开关后,灯泡不亮,电压表无示数,可能是灯泡短路,或电压表并联电路之外存在断路,电流表有示数,说明电路不存在断路;所以其故障是灯泡短路;
(3)电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其读数为0.34A,
小灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.34A=1.292W;
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯丝两端的电压越高,其功率越大,灯丝温度越高,灯丝的电阻越大,所以A线条符合要求;
实验中小灯泡的电阻值随着温度的升高而增大,故不能用此套器材探究“电流与电阻的关系”.
(5)灯泡的额定功率估计为1W,额定电压为3.8V,所以其电流小于0.6A,故电流表选用0.6A量程即可;
灯泡正常发光,即要使灯泡电压为3.8V,则滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V<3V,
所以把电压表并联在滑动变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2V时,小灯泡即可正常发光,即可进行实验,如下图:![]()
故答案为:(1)a;(2)灯泡发生短路;(3)1.292;(4)A;不能;(5)如上图.
点评 本题是灯泡额定功率的测量实验,主要考查了变阻器的使用、电路的连接、欧姆定律在串联电路中的应用、灯丝电阻与温度的关系等,考查全面,且有一定难度.
| A. | 家庭电路的电压是220V,电路中的插座和电灯是串联的 | |
| B. | 楼房电路中的保险丝熔断了,可以直接用铁丝代替保险丝 | |
| C. | 家庭电路中总电流过大可能是用电器总功率过大造成的 | |
| D. | 人手只要接触火线就会有电流通过人体 |
(1)电路接通后,小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时,电压表的示数也变小了,你认为电路连接中存在的错误是电压表接在了滑动变阻器两端.
(2)改正电路后,他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中. 小灯泡正常发光时的电阻为8.3Ω(保留一位小数).
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 电流I/A | 0.20 | 0.22 | 0.26 | 0.30 |
| 电阻R/Ω | 5.0 | 6.8 | 7.7 |
(4)小明还想测出一段电炉丝的电阻值,可是在连接电路时发现电流表已被烧坏;请你利用现有器材电压未知的电源(且电源电压不变)、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个,导线若干),帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路.把你设计的实验电路图画在虚线框内(电炉丝的符号为“
(1)请在图1的虚线框内画出电路图,用笔画线代替导线完成图2的电路的连接.
(2)他们将测得的三次事宜按数据填入表中,其中当小灯泡两端的电压是2.5V时,电流表的示数如图3所示,请完成表中的填空.
| 实验次数 | 灯泡两端电压U/V | 灯丝电流 I/A | 灯泡电功率 P/W | 灯泡的亮度 |
| 1 | 2.0 | 0.25 | 0.5 | 暗 |
| 2 | 2.5 | 亮 | ||
| 3 | 3.0 | 0.30 | 0.9 | 很亮 |
| A. | 用吸管吸饮料 | B. | 医生用针筒把药水推入病人肌肉中 | ||
| C. | 茶壶盖留有小孔 | D. | 钢笔吸墨水 |
| A. | 由“电能生磁”而联想到“磁能生电”,是逆向思考法 | |
| B. | 构建比热容概念时,通过加热时间知道吸热的多少,是运用了转换法 | |
| C. | 在电路中,一个10Ω电阻的效果与两个5Ω电阻串联效果相同,是等效法 | |
| D. | 用磁感线形象地描述磁场,是类比法 |