题目内容

2.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V

(1)图甲是小莉同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大.
(2)小莉连接好电路后,闭合开关,逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,发现小灯泡始终不亮,电压表示数为0,电流表指针偏转较大,出现此现象的原因可能是灯泡短路.
(3)排除故障后,闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P,眼睛应始终注视电压表的示数,当电压表示数为2V,为了能测量出小灯泡的额定功率,必须将滑片P向A(填“A”或“B”)端移动,测得的数据如图乙所示,则小灯泡的额定功率为0.5W.
(4)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I-U图象,如图乙所示.结果发现图象不是直线,这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成(填“成”或“不成”)正比,这是因为灯泡电阻受温度影响.

分析 (1)根据题目要求确定滑动变阻器接法,然后把滑动变阻器串联接入电路.
(2)常见电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因.
(3)实验时要注意观察电压表示数,灯泡在额定电压下的功率为额定功率,分析电路图确定滑片的移动方向;由图示图象求出额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率.
(4)灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,据此分析答题.

解答 解:(1)使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,则滑动变阻器应接左下接线柱,把滑动变阻器串联接入电路,实物电路图如图所示:

(2)闭合开关,移动滑片,灯泡始终不亮,电路可能存在断路或灯泡发生短路,电流表指针偏转较大,说明电路不存在断路,电压表示数为0,则电压表被短路,即与电压表并联的灯泡发生短路.
(3)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P,眼睛应始终注视电压表的示数;
电压表示数为2V小于灯泡额定电压2.5V,为了能测量出小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,应减小变阻器两端的电压,减小变阻器接入电路的阻值,所以必须将滑片P向A端移动;
由图乙所示可知,灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A,小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
(4)由于灯丝电阻受温度影响,随温度升高而增大,灯丝电阻不是定值,因此I-U图象不是直线,这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比.
故答案为:(1)如图所示;(2)灯泡短路;(3)电压;A;0.5;(4)不成;灯丝电阻受温度影响.

点评 本题考查了连接实物电路图、实验故障分析、求灯泡电阻、温度对灯丝电阻的影响;灯泡在额定电压下的实际功率为额定功率,由图示图象求出额定电压对应的电流,由P=UI可以求出灯泡额定功率.

练习册系列答案
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10.某同学做“测量一个小灯泡的功率”的实验,所用灯泡的额定电压是2.2V.

(1)如图1是他实验的电路,但连接不完整,请你帮他完成电路的连接.
(2)在连接电路过程中,开关要断开,滑动变阻器的阻值调到阻值最大处.
(3)当电路正确连接后,调节滑动变阻器,发现电流表无示数,电压表有较大示数,分析其原因可能是灯泡断路.
(4)纠正电路中的错误后,移动滑动变阻器,使小灯泡发光,此时电流表、电压表的示数如图2甲、乙所示,电路中的电流是0.5A,小灯泡两端的电压是2.5V,此时小灯泡的功率为1.25W;小灯泡的电阻为5Ω.
(5)实际实验的有关记录与计算如表:
实验次数123
电压(V)2.201.502.50
电流(A)0.220.160.24
功率(W)0.4840.240.60
该同学注意到灯的亮度变化时:第二次比第一次暗,第三次比第一次更亮.你认为,根据他观察的现象和实验数据分析,可得出灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮结论.
(6)他还注意到,这个实验记录也可以用来计算灯丝的电阻,并完成了有关计算如下表格:
实验次数123
电压(V)2.201.502.50
电流(A)0.220.160.24
灯丝电阻(Ω)10.009.3810.42
这位同学有些纳闷儿:导体的电阻不是与电压、电流无关吗?怎么三次计算的灯丝电阻却不一样呢?请你对此作出可能性的解释:灯丝电阻受温度影响,灯丝电阻随温度升高而增大.

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