题目内容

6.在“测定小灯泡的电功率”实验中,电源电压6V,小灯泡L的额定电压是2.5V,电阻大约l0Ω,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω,实验电路如图13甲所示.
(1)电流表应选用量程为0~0.6A,应该选用的滑动变阻器是R2(填“R1”或“R2”).
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是C
A.更换小灯泡                       B.检查电路是否断路
C.向左移动滑动变阻器滑片             D.向右移动滑动变阻器滑片
(3)如图乙是根据实验数据绘成的U-I图象.根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W,小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω.

(4)若继续移动滑片时,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,而电压表有示数,那么发生的故障是小灯泡断路.
(5)排除故障后,有同学认为该实验还可以用来探究“导体中的电流与电压的关系”.你认为这种说法错误(选填“正确”或“错误”),理由是:灯丝的电阻随温度的升高而增大.

分析 (1)知道灯泡额定电压和电阻,根据欧姆定律求出灯泡额定电流即可判断电流表选择的量程;
根据串联电路电压特点求出灯泡正常工作时滑动变阻器的电压,
然后根据欧姆定律的变形公式求出滑动变阻器接入电路的电阻,进而判断应该选用的滑动变阻器;
(2)根据灯泡的明暗情况和电流表的示数检查电路故障,找出故障然所在;
(3)由图乙可知,当灯泡两端为额定电压时对应的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
根据欧姆定律的变形公式求出小灯泡正常发光时的电阻;
(4)当灯泡电压超过额定电压会烧坏灯泡,电压表串联在电路中,电压表测电源电压;
(5)研究导体中的电流与电压的关系是应控制电阻的阻值不变,灯泡的电阻与温度有关.

解答 解:(1)灯泡正常工作时,灯泡的额定电流:
I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A<0.6A,
故电流表应选用量程为0~0.6A;
此时滑动变阻器电压:
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,
由I=$\frac{U}{R}$得,滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω>10Ω,
故应该选用的滑动变阻器是R2.
(2)电流表有示数,灯泡不亮,首先通过左移滑片,减小电路电阻,增大电路电流,
来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮,故选C.
(3)由乙可知,小灯泡L的额定电压U额=2.5V,对应的电流I额=0.2A,
则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
由I=$\frac{U}{R}$得,小灯泡正常发光时的电阻:
R灯=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω.
(4)继续左移滑片,灯泡电压增大超过灯泡额定电压,烧断灯丝,电路断路,
电流表示数为0,电压表串联在电路中,测电源电压,示数为6V.
(5)研究导体中的电流与电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,而灯丝电阻随温度升高而增大,所以这种说法是错误的.
故答案为:(1)0~0.6A;R2;
(2)C;
(3)0.5;12.5;
(4)小灯泡断路;
(5)错误;灯丝电阻随温度的升高而增大.

点评 伏安法测灯泡电阻或功率的实验中,既考查电压表、电流表量程的确定方法以及滑动变阻器规格的选择,同时还考查欧姆定律、电功率计算公式的应用,注意灯泡只有在额定电压下才可以正常发光.

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