题目内容
15.小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为10Ω)(1)他在检查仪器时,发现电压表指针如图甲所示,则接下来的操作是对电压表进行调零..
(2)图乙是小明画出的实验电路图,请你根据电路图用笔画线代替导线,帮他在图丙中将来完成的电路连接好,要求:电流表、电压表选择合适的量程;导线不能交叉.
(3)小明在连接完最后…根导线后,将开关闭合,发现灯泡不亮,电流表指针几乎未动,电压表示数接近3V.小明重新检查了一遍电路,发现电路连接正确.根据这些现象,电路可能出现的故障是灯泡断路.
(4)经检查无误后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,小明画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图象(如图丁所示),根据图象提供的信息,计算出小灯泡的额定功率为0.625 W.
(5)若将两个小灯泡串联后直接接在3V电源的两端,两灯消耗的总电功率为0.54 W.
分析 (1)由图1知电压表指针没有指在零刻度线上,应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上.
(2)根据灯泡额定电压选择电压表量程,根据灯泡正常发光时的电流选择电流表量程,当接滑动变阻器右下接线柱时,滑动变阻器的滑片向右移动,连入电路的阻值变小,连线时要注意,电表正负接线柱不要接反.
(3)灯泡不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路存在断路造成的;电流表指针几乎不动,说明电路存在断路;电压表示数接近3V,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路;综合分析可知,电路故障是:灯泡断路.
(4)由丁确定当灯泡两端的电压为额定电压时对应的额定电流,由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率.
(5)应用串联电路特点求出灯泡电流,然后又P=UI求出功率.
解答
解:(1)由图1知电压表指针没有指在零刻度线上,则接下来的操作是对电压表进行调零.
(2)灯泡额定电压是2.5V,电压表选0~3V量程,灯泡正常发光时,电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A,电流表选0~0.6A量程,
滑动变阻器接右下接线柱,电路图如图所示:
(3)闭合开关,灯泡不亮,电流表指针几乎未动,电压表示数接近3V,电路连接正确,电路可能出现的故障是灯泡断路.
(4)由图丁知当小灯泡的电压为额定电压2.5V时,对应的电流为0.25A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W.
(5)规格相同的灯泡串联在3V电源两端,由串联电路特点可知,灯泡两端电压相等,为1.5V,由图丁知,电流约为0.18A,此时两灯泡消耗的总功率:P=UI=3V×0.18A=0.54W.
故答案为:(1)对电压表进行调零;(2)电路连接如上图所示;(3)灯泡断路(4)0.625;(5)0.54.
点评 本题考查了电压表的调节、连接电路图、电路故障分析、求灯泡的额定功率以及实际功率等问题,是电学实验的常考内容,一定要掌握;连接实物图时应注意:①电压表、电流表的正负极不要接反.②注意电压表、电流表的量程不要接错.③滑动变阻器的分压与限流接法,滑片移动时阻值的变化应符合题意要求.④作图要美观,连线不要交叉
(1)用笔画线代替导线,完成图中实验电路的正确连接.
(2)连接电路时,开关应断开.
(3)开关闭合后,发现电压表有较大的示数,而电流表没有示数,则产生故障的原因是电阻R断路.
(4)故障排除后,在实验中,将定值电阻R由5Ω换成10Ω,滑动变阻器R′的滑片应向右(选填“左”或“右”)端移动才能使电阻R两端的电压保持不变.
(5)上表是他的实验记录,请根据表中数据,在坐标图中画出电流与电阻的关系图象.
| 实验次数 | 电阻R/ | 电流/A |
| 1 | 4 | 0.5 |
| 2 | 5 | 0.4 |
| 3 | 10 | 0.2 |
| 4 | 20 | 0.1 |
(7)本实验中多次实验的目的是:避免偶然性,取得普遍规律.根据实验数据得出的结论是:当电压一定时,电流与电阻成反比(选填“正”或“反”).
(1)实验开始,当开关闭合,变阻器滑片P向右移动时,电流表示数变大.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)同组的小科发现连线中有一处不符合实验要求,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验.请你在如图甲中需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线.
(3)电路连接正确后,小明他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中.若第二次测量时电流表的示数如图乙所示,可得小灯泡的额定功率为1.596W.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 3.0 | 3.8 | 4.5 |
| 电流/A | 0.36 | 0.45 |