题目内容

6.小强同学参加科学实验练习时发现有个小灯泡上标有“0.3A”的字样,但是上面的电压值已经模糊不清,他想通过实验测量该小灯泡的额定电功率,图甲为他所连的实验电路(滑动变阻器的最大阻值为50Ω).

(1)请在答题纸上用划线当导线完成实物图的连接.
(2)他将电路连接完整,检查无误后闭合开关,直接读得电流表示数如图所示,电压表示数为2V,则此时小灯泡的电阻是10Ω.
(3)为了没得小灯泡的额定电功率,他移动滑动变阻器的滑片,此时他应该注视电压表表的示数.当滑片移到中点时恰好符合要求,那么该小灯泡的额定电功率是1.35W(电源电压不变).
(4)小强在后续实验中,移动变阻器滑片时,小灯泡突然熄灭.经判断,电路故障是小灯泡或电流表被烧坏.查找故障时,在不拆开电路的情况下,他把一根导线接在电流表两端,小灯泡仍不发光,可判断电路故障是灯泡断路.

分析 (1)将滑动变阻器串联在电路中,并要接一上一下;
(2)由图乙所示电流表确定其量程与分度值,读出其示数,然后由欧姆定律求出灯泡电阻.
(3)刚闭合开关时,滑动变阻器的阻值最大,根据电流表、电压表的示数及欧姆定律的知识计算出电源电压;
根据乙图读出电流表的示数,等于灯泡的额定电流,根据U-IR计算出滑动变阻器的电压,由电源电压及串联电路的电压特点计算出灯泡两端的电压,根据P=UI计算出灯泡的额定功率.
(4)灯泡突然熄灭,可能是由于电流表或灯泡被烧坏造成的,根据电路现象分析电路故障原因.

解答 解:(1)滑动变阻器串联在电路中,已接了上面一个接线柱,应再接下面一个接线柱,如图所示:

(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,灯泡电阻:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω;
(3)刚闭合开关时,滑动变阻器的阻值为50Ω,滑动变阻器两端的电压U滑=IR滑=0.2A×50Ω=10V,则电源电压为U=10V+2V=12V;
通过灯泡的电流等于其额定电流0.3A时灯泡正常发光,滑片在滑动变阻器的中点处,所以R滑=25Ω
此时滑动变阻器两端的电压U滑=IR滑=0.3A×25Ω=7.5V,灯泡的额定电压U=12V-7.5V=4.5V,P=UI=4.5V×0.3A=1.35W;
(4)小灯泡或电流表被烧坏,不拆开电路,把一根导线接在电流表两端,电流表被短路,此处电路是通路,小灯泡仍不发光,说明灯泡发生断路.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)10Ω;(3)1.35;(4)灯泡断路.

点评 此题是测量灯泡的额定功率实验,考查了对额定功率的理解,电流表的读数及电功率的计算,同时考查了欧姆定律在串联电路中的应用,计算出电源电压是解决此题的关键.

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