题目内容

11.小明和小华合作测量额定电压为2.5V小灯泡的功率,已知灯丝电阻大于8Ω.现有下列器材:干电池三节,电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、滑动变阻器(15Ω,1.5A)、开关各一个、导线若干.
(1)欲使滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮.请你用笔画线信替导线将如图所示的电路连接完整.
实验次数灯泡两端电压U/V通过灯丝电流I/A
12.20.26
22.50.28
33.00.30
(2)他们测得的三次数据如上表,则小灯泡的额定功率为0.7 W.
小明和小华合作小组采用如图所示的方案,这种测量方法叫做伏安法;测量时发现闭合开关后,无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是:灯泡断路;
(3)采用如图所示的电路,还可以测量小灯泡的电阻,小灯泡正常工作时的电阻大小为8.9Ω,小明分析表中数据后发现:当灯丝两端电压改变时,灯丝电阻也在改变.你认为引起灯丝电阻变化的原因是:灯丝的电阻随温度的升高而增大.

分析 (1)根据实验要求,滑动变阻器需要串联在电路中,并且滑片处于阻值最大处,接线时一上一下;据此分析连接电路;
(2)从表中读出灯泡的额定电压和额定电流,然后根据P=UI求出灯泡的额定功率;根据电流表和电压表测功率,叫作伏安法;电压表的示数为6V,说明电压表接在电源两端,而灯泡不亮,故灯泡断路;
(3)根据公式R=$\frac{U}{I}$求出灯泡的电阻;从温度对电阻的影响分析随灯丝两端电压增大,灯丝电阻也改变的原因.

解答 解:(1)根据实验原理和要求,结合电路元件的使用规则,连接电路如下图:
;
(2)当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.28A,故灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;利用电流表和电压表测功率,叫作伏安法;他连好电路,闭合开关后发现无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数为0,说明电路存在断路;电压表有示数为6V,是电源电压,说明电压表与电源两极相连,即电路故障应为灯泡断路;
(3)利用电流表和电压表可以测出灯泡的电阻,由数据可知,灯泡的电阻为:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.28A}$=8.9Ω;
由表中实验数据知:随灯丝两端电压的增大,流过灯泡的电流变大,灯泡实际功率P=UI变大,灯泡温度升高,灯丝电阻变大,这表明:灯丝的电阻随温度的升高而增大.
故答案为:(1)如图;(2)0.7;伏安法;灯泡断路;(3)电阻;8.9Ω;灯丝的电阻随温度的升高而增大.

点评 本题主要考查了实物图的连接、电压表量程的选择、实验的注意事项、电流表的读数和电功率的计算、灯丝电阻与温度的关系等,涉及到的知识较多,综合性很强,给解题带来难度.

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