题目内容

13.如图所示,在测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.)

(1)连接电路时开关应断开,闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A (选填“A”或“B”)端.
(2)用笔画线代替导线,连接完整如图甲所示的实物电路.
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是小灯泡断路 (写一种即可).
(4)排除故障后,闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为2.2 V;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向B (选填“A”或“B”)端移动.
(5)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图丙所示的图象.由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是10Ω;灯泡的额定功率是0.5W.
(6)由图丙图象可知,小灯泡灯丝电阻是不断变化的,可能的原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大.

分析 (1)连接电路时,开关应处于断开状态,变阻器滑片置于阻值最大处.
(2)根据灯正常工作时的电流确定电流表量程,电流表串联在电路中;
(3)灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路,灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压;
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
(4)电压表读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少;根据分压原理确定变阻器滑片移动的方向;
(5)由图象得到灯泡在1.5V时的电流,根据R=$\frac{U}{I}$,根据P=UI计算电功率;
(6)导体电阻与温度有关:一般地,温度越高,电阻越大.

解答 解:(1)连接电路时,开关应处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,损坏元件;
滑动变阻器滑片置于阻值最大处,应移至A端;
(2)灯泡电流大约为:I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A<0.6A,电流表选择0~0.6A量程,电流表与灯泡串联测灯泡电流,电路连接如下:

(3)灯泡不亮,电流表无示数,电路断路,电压表有示数,电压表与电源连通,灯泡断路.
(4)电压表选择0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为2.2V,电压表测灯泡电压,要使灯泡在额定电压2.5V时工作,要减小变阻器分得的电压,根据分压原理,就要减小变阻器连入电路中的电阻,即滑片向B端移动.
(5)由图象知,灯泡在1.5V时的电流为0.15A,
所以灯泡电阻为R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω,
灯泡在2.5V时的电流为0.2A,
所以灯泡额定功率为P=UI额=2.5V×0.2A=0.5W.
(6)由图丙图象可知,小灯泡灯丝电阻是不断变化的,原因是灯丝电阻随温度升高而增大.
故答案为:(1)断开;A;
(2)实物连接如上图所示;
(3)灯泡断路;
(4)2.2;B;
(5)10;0.5;
(6)灯丝电阻随温度升高而增大

点评 本题测定小灯泡电功率,考查电路的连接、常见现象的分析与判断、操作过程、电功率的计算、影响电阻大小的因素等知识,综合性较强.

练习册系列答案
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8.如图甲所示,弹簧测力计左端固定,木板放在水平桌面上,装有橡皮泥的滑块通过细线与弹簧测力计右端相连,细线与木板平行.小明同学利用此装置,探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”.实验操作如图:

(1)把橡皮泥粘在滑块上,用弹簧测力计测出滑块和橡皮泥的总重,记作G.
(2)将粘有橡皮泥的滑块放到水平木板上,通过水平细绳和弹簧测力计相连. 用手向右拉动木板,待弹簧测力计示数稳定后,读出示数F.
(3)多次改变滑块上橡皮泥的质量,并重复步骤(1)(2),记录相应数据如表所示:
次数123456
滑块和橡皮泥的总重G/N0.51.01.52.02.53.0
弹簧测力计示数F/N0.20.40.60.81.01.2
(1)当F=0.6N时,滑块对木板的压力FN=1.5N,滑块受到的滑动摩擦力Ff=0.6N.
(2)根据表中数据在图乙坐标纸上做出F-G图象.
(3)由F-G图象可得,滑块受到的滑动摩擦力Ff与压力FN的关系是在接触面的粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力成正比.
(4)向右拉动木板时,快拉或慢拉对弹簧测力计的示数有无影响?无.
(5)实验结束后,小明同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半.他由此得出结论:“当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小.”你认为他的结论正确吗?理由是:不正确;没有控制压力不变.

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