题目内容

9.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻阻值约为10Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.

(2)小叶同学闭合开关,移动滑片到某一点时,电压表示数如图乙所示.若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向B(填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(3)小勇同学在实验中连接好电路,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,原因可能是灯泡断路(写出一种原因即可).
(4)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图象,发现小灯泡两端电压变大时,灯丝电阻也变大了,产生这一现象的原因可能是电压变大,则小灯泡的功率增大,灯丝温度上升;导致小灯泡的电阻变大.

分析 (1)根据灯泡额定电压、灯丝电阻选择电压表、电流表量程,把电压表并联在灯泡两端,电流表与灯泡串联.
(2)读取电压表示数时,先要明确电压表选择的量程和对应的分度值;电压表示数小于灯泡额定电压,要测小灯泡的额定功率,应移动滑片位置,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡电压变大,达到额定电压.
(3)灯泡不亮,可能是灯泡短路或断路或灯泡之外的电路断路;电压表无示数,可能是与电压表并联的灯泡短路或电压表并联电路之外的电路断路;
(4)从温度对电阻的影响分析原因.

解答 解:
(1)灯泡的额定电压是2.5V,电压表选择0~3V量程,把电压表并联在灯泡两端,
灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{{U}_{额}}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A,所以电流表选择0~0.6A量程,与灯泡串联.电路图如图所示.
;
(2)由图知,电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时灯泡两端电压为2.2V;要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向B端移动,使滑动变阻器两端电压降低,灯泡两端电压升高,达到2.5V;
(3)电流表无示数,可能是电流表断路或电流表之外的电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路;综合分析可知电路故障为灯泡断路;
(4)由于灯丝电阻受温度影响,随电压的变大,灯泡的功率变大,灯丝温度升高而增大,所以小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大.
故答案为:(1)如上图;(2)B;(3)灯泡断路;(4)电压变大,则小灯泡的功率增大,灯丝温度上升; 导致小灯泡的电阻变大.

点评 本题考查了:连接实物图、电路故障分析,是实验的常考内容,应掌握;分析电路故障时,根据故障现象分析各种可能的原因,最后综合各种可能的情况,确定故障原因.

练习册系列答案
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4.一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10Ω.小明想测量它的额定功率.现有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器2个,导线若干.

(1)小明设计了图甲所示电路,他应选用规格为“50Ω0.5A”的滑动变阻器.
(2)图乙是小李连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(3)小李移动滑片,获得多组对应的电压、电流值,绘出如图丙所示的I-U图象,则小灯泡的额定功率为0.5W,正常发光时的电阻为12.5Ω.当滑片向左移动时,小灯泡的电阻值将增大(选填“增大”或“减小”).
(4)完成实验后,小明又利用其他器材对这只小灯泡的额定功率进行了测定.图丁是他设计的电路,其中的“”为变阻箱符号,变阻箱不但能像滑动变阻器一样调节变阻,还能读出任何时候的电阻值,请补充完整实验步骤并写出测定额定功率的表达式.
实验步骤:
①首先闭合S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②断开S1,闭合S2,保持变阻器的滑片P不动,调节电阻箱,使电压表的示数为2.5V,记下此时电阻箱的示数为R;p额=$\frac{(2.5V)^{2}}{R}$.

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