题目内容
10.用如图所示的实验电器,测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率.(1)请在虚线框内画出与图1对应的电路图.
(2)按图正确连接电路,闭合开关后,电流表和电压表的示数都较小,小灯泡不发光,其原因是:滑动变阻器接入电路的阻值太大,电流过小,小灯泡的实际功率较小,没有达到发光功率.
(3)经过调整后,小灯泡发光,但如何使小灯泡正常发光呢?你的措施是:移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数等于灯泡的额定电压2.5V.
(4)按正确方法完成实验后,根据实验数据描点作出如图所示Y-I图象,小灯泡的U-I图象应该是b(选填“a”或“b”),这样判断的依据是灯泡的阻值受温度的变化而变化;
(5)爱探究的小强用另一只电流表A2和一个5Ω的定值电阻R,连接了如图乙 所示的电路,同样测出了小灯泡的额定功率.具体操作是:闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表A2的示数为0.5A,小灯泡正常发光.此时电流表A1的示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为1W.
分析 (1)分析清楚实物电路图的结构,明确各电路元件的连接方式,根据各电路元件的连接方式画出电路图;
(2)连接完电路闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值较大,电路电流太小,灯泡的实际功率较小,没有达到灯泡的发光功率,所以灯泡不发光;
(3)灯泡在额定电压下能正常发光,要使灯泡正常发光,可以调节滑动变阻器滑片使灯泡两端电压即电压表示数等于灯泡额定电压,灯泡可正常发光;
(4)定值电阻阻值不变,定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线;灯泡电阻随温度(电压)的变化而变化,不是定值,U-I图象是一条曲线,据此分析答题;
(5)电流表A2与定值电阻串联,相当于电压表,使并联电路电压等于灯泡额定电压2.5V时灯泡可以正常发光,由欧姆定律可以求出电流表A2的示数;确定电流表A1的量程与最小分度值,读出电流表A1的示数,然后由并联电路的特点求出流过待测电阻的电流,然后由欧姆定律求出灯泡的功率.
解答
解:(1)由实物电路图知:电源、滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器用右半部分电阻丝,据此画出电路图如图所示;
(2)闭合开关后,电流表和电压表的示数都较小,小灯泡不发光,其原因是:滑动变阻器接入电路的阻值太大,电流过小,小灯泡的实际功率较小,没有达到发光功率;
(3)灯泡发光较暗,要使小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数等于灯泡的额定电压2.5V;
(4)定值电阻阻值不变,U-I图象是一条倾斜的直线,而灯泡的阻值受温度的变化而变化,则U-I图象是一条弯曲的线由图可知,b是灯泡电阻的U-I图象.
(5)由电路图知:定值电阻与灯泡并联,它们两端的电压相等,当并联电压等于灯泡的额定电压UL=2.5V时,
灯泡正常发光,此时电流表A2的示数I2=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A;由图2知,电流表A1的量程是3A,
由图3知电流表的最小分度值是0.1A,电流表读数I1=0.9A,流过灯泡的电流IL=I1-I2=0.9A-0.5A=0.4A,
灯泡的额定功率P=ULIL=2.5V×0.4A=1W;
故答案为:(1)电路图如图所示.
(2)滑动变阻器接入电路的阻值太大,电流过小,小灯泡的实际功率较小,没有达到发光功率.
(3)移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数等于灯泡的额定电压2.5V.
(4)灯泡的阻值受温度的变化而变化;
(5)0.5;1.
点评 本题考查了画实验电路图、分析灯泡发光较暗的原因、怎样使灯泡正常发光、求灯泡的额定功率等问题,灯泡只有在额定电压下才能正常发光,如果灯泡的实际功率较小,不足以让灯泡发光,只有灯泡功率达到一定值时灯泡才能正常发光.
| A. | 用秒表测出它摆动一个来回所用的时间 | |
| B. | 用秒表测出它摆动四分之一个来回所用的时间,再乘以4 | |
| C. | 用秒表测出它摆动3个来回所用的时间,再除以3 | |
| D. | 用秒表测出它摆动50个来回所用的时间,再除以50 |
| A. | G<F | B. | G>F | C. | G=F | D. | F=2G |
表1:
| 序号 | 电压U/V | 电流I/A |
| 1 | 1.0 | 0.20 |
| 2 | 1.5 | 0.30 |
| 3 | 2.0 | 0.40 |
| 序号 | 电阻R/Ω | 电流I/A |
| 1 | 5 | 0.40 |
| 2 | 10 | 0.20 |
| 3 | 20 | 0.10 |
(2)继续用图甲的电路探究电流与电阻的关系时,应通过调节变阻箱,改变其接入电路中的阻值,并通过调节滑动变阻器使电压表的示数保持相同.表2为实验中测得的几组数据.分析表中数据可知:实验中控制电阻箱两端的电压为2V不变.
(3)请根据表1中数据在图中画出电阻R的U-I关系图象.
(4)在许多实验中都需要进行多次测量,其目的有以下两种:A.是为了找到普遍规律;B.是为了求平均值以减小误差.你认为在本实验中测量多组数据的目的是A;“伏安法”测量定值电阻的阻值实验中多次测量的目的是B(选填“A”或“B”).