题目内容

如图乙所示,某校物理兴趣小组的同学用伏安法测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1W左右.

(1)连接电流表时应选用
0~0.6A
0~0.6A
的量程,连接电路过程中,开关应断开,滑动变阻器滑片应置于
B
B
(A或B)位置;
(2)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求:连线不得交叉).
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是
灯泡断路
灯泡断路
.
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数,并填入表格中.
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.8 4.0
电流I/A 0.18 0.2 0.22 0.25 0.28 ① 0.32
电功率P/ 0.18 0.3 0.44 0.625 0.84 ② 1.28
灯泡发光情况 很暗→暗→正常发光→很亮
(5)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格中仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整.
(6)小组同学们分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的
实际功率
实际功率
决定的,且
实际功率越大
实际功率越大
,灯泡发光越亮.
(7)用图乙电路还可测量灯泡的
电阻
电阻
,当小灯泡正常发光时的电阻是
12
12
Ω(取整数).
分析:(1)由电功率的变形公式求出灯泡正常发光时的电流,根据该电流确定电流表量程;
闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,根据电路图确定滑片的位置.
(2)根据灯泡正常发光时的电流,选择电流表量程;把灯泡、滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,据此连接电路.
(3)灯泡不亮,可能是由于断路或短路造成的,根据电路故障现象,分析电路故障原因.
(4)由图甲所示电流表确定电流表量程与分度值,然后读出电流表示数.
(5)根据表中数据,找出电压与对应的电流值,然后由电功率公式P=UI求出灯泡功率.
(6)分析表中实验数据,看灯泡亮度与灯泡实际功率间的关系,然后得出结论.
(7)用该实验装置还可以测灯泡电阻,由表中数据,找出灯泡额定电压对应的电流,然后由欧姆定律求出此时灯泡电阻.
解答:解:(1)∵P=UI,
∴灯泡正常发光时的电流约为I=
P
U
=
1W
3.8V
≈0.26A,
因此电流表应选0~0.6A量程;由图乙所示电路图可知,闭合开关前,滑片应置于B端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大.
(2)电流表应选0~0.6A量程,灯泡、滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示.
(3)灯泡不亮,可能是由灯泡断路、或灯泡短路、或灯泡之外电路断路造成的;电流表指针几乎不动,则电路存在断路;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电路不存在断路,综合分析可知,电路故障是灯泡断路.
(4)由图甲所示电流表可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.32A,将该电流值填入表中.
(5)由表中数据可知,灯泡额定电压3.8V,对应的电流是0.32A,灯泡功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W,将数据填入表中,如下表所示.
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.8 4.0
电流I/A 0.18 0.2 0.22 0.25 0.28 0.32 0.32
电功率P/ 0.18 0.3 0.44 0.625 0.84 1.216 1.28
灯泡发光情况 很暗→暗→正常发光→很亮
(6)由表中实验数据可知,灯泡实际功率越大,灯泡越亮,由此可知:小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的,且实际功率越大,灯泡发光越亮.
(7)用图乙电路还可测量灯泡的电阻,由表中实验数据可知,当小灯泡正常发光时电压是3.8V,电流是0.32A,
∵I=
U
R
,
∴此时灯泡电阻R=
U
I
=
3.8V
0.32A
≈12Ω.
故答案为:(1)0~0.6A;B;(2)电路图如图所示;(3)灯泡断路;(4)如上表所示;
(5)如上表所示;(6)实际功率;实际功率越大;(7)电阻;12.
点评:本题考查的知识点较多,是一道电学综合实验题,所考查问题是常考内容,一定要掌握;连接实物电路图时,要注意电表量程的选择;对电表读数时,要先确定电表量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.
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