题目内容

17.某学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中,电源由三节新干电池串联组成,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.

(1)某同学将图1甲中的实物电路连接好后,移动滑动变阻器发现灯泡较暗且亮度不变,这位同学的错误
是滑动变阻器接入了下面两个接线柱.
(2)重新连接电路后移动滑片,电压表示数如图1乙所示,此时滑动变阻器两端的电压为2.3 V;如果要使灯泡正常发光,应该向B(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片.
(3)小菁同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图1丙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定电功率是0.5W.
(4)小白同学实验中电流表和电压表指针偏转情况,如图2所示,则出现的问题是电流表的量程选择过大.
(5)小明在实验中,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时,出现下列现象,
现象故障
1电压表有示数,电流表无示数
2电压表无示数,电流表有示数
其故障分别为:灯泡断路,灯泡短路
(6)在实验中,小章同学发现当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,测量的小灯泡电阻也相应减小,造成这一变化的合理解释是D.
A.导体电阻与导体两端的电压有关
B.根据欧姆定律,电流一定时,导体的电阻与电压成正比
C.电压减小时,通过小灯泡的电流不变,电阻变小
D.电压减小时,小灯泡亮度变暗,温度变低,电阻变小
(7)在实验中,小虎同学不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将不亮 (填“不亮”“很亮”“正常发光”或“烧毁”)

分析 (1)根据电路中的电流分析;
(2)根据图乙所示电压表确定电压表的量程与分度值,由电压表指针位置读出电压表示数;根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系,由滑动变阻器在电路中的接法判断滑片的移动方向;
(3)由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流,然后用公式P=UI求出灯泡的额定功率.
(4)由图可知,电流表的指针偏转太小,说明量程选择太大.
(5)由实验现象可电路中出现了何种故障及故障部位;
(6)影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积和温度;对大多数导体来说,温度越高,电阻越大.
(7)电压表与电流表位置颠倒,电压表电阻很大,电流很小,不能使灯泡发光.

解答 解:
(1)移动滑动变阻器发现灯泡较暗且亮度不变,说明电路中的电流较小,亮度不变,说明滑动变阻器起不到调节的作用,故原因是滑动变阻器接入了下面两个接线柱;
(2)由图乙知,电压表量程是3V,分度值0.1V,电压表示数是2.2V,电源电压由三节电池提供,为4.5V,所以滑动变阻器两端电压为2.3V;
电压表示数小于灯泡额定电压,要使灯泡正常发光,应向B端移动滑动变阻器滑片,增大灯泡两端的电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止;
(3)由图丙所示I-U图象可知,灯泡额定电压U=2.5V,所对应的电流I=0.2A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由图可知,电流表的指针偏转太小、量程选择太大,应改用小量程的电流表.
(5)由电流表无示数可知电路断路,但电压表有示数说明电压表与电源相连部分正常,故ab段电路发生了断路;电压表无示数,电流表有示数说明电路是接通的,电压表无示数,说明与电压表并联的部分无电阻,即灯泡短路;
(6)温度影响导体电阻阻值的大小,对大多数导体来说,温度越高,电阻越大.当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,实际电功率减小,温度降低,所以测量的小灯泡电阻也相应减小.
(7)电压表和电流表位置互换,电压表串联在电路中,电压表的电阻很大,电路电流很小,不能使灯泡发光.
故答案为:(1)滑动变阻器接入了下面两个接线柱;(2)2.3;B;(3)0.5;(4)电流表的量程选择过大;(5)灯泡断路;灯泡短路;(6)D;(7)不亮.

点评 本题考查了连接实物图、电压表读数、电流表指针的非正常偏转、电阻与温度的关系、滑动变阻器的调节、求灯泡额定功率等问题,是电学实验的常考内容;
对电表读数时,首先要确定电表的量程与最小分度值,然后根据指针所指电表刻度线读数,读数时视线要与电表刻度线垂直;由图象找出灯泡额定电压所对应的电流是解最后一问的关键.

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