题目内容

8.某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示.已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端(选填“A”或“B”),目的是保护电路,使灯泡两端电压达到额定电压.
(2)试验中,闭合开关,如果小灯泡与灯座接触不良,则会看到电压表有示数,电流表无示数.(均选填“有”或“无”)
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的时数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V,这时电流表的示数如图乙所示,读数为0.32A,则小灯泡的额定功率为0.8W.

分析 (1)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;
滑动变阻器的基本作用是保护电路,在此实验中,滑动变阻器主要起到改变灯泡两端的电压和电流的作用;
(2)闭合开关,小灯泡接触不良,说明电路有断路现象,电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,判断出现的现象;
(3)要测量灯泡额定功率,必须使灯泡正常发光.根据串联电路分压关系确定滑片移动方向;根据电流表的量程、分度值以及指针的位置,读出电流表的示数,根据P=UI计算出灯泡的实际功率.

解答 解:(1)闭合开关前,应调节滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故将滑片放在A端;
滑动变阻器在电路中的作用是保护电路、调节灯泡两端电压,使其达到额定电压;
(2)闭合开关,小灯泡接触不良,也就是电路断路,所以与灯泡串联的电流表无示数;而电压表与滑动变阻器、电流表串联在电源上,所以有示数,显示电源电压;
(3)据串联电路中电阻之比等于电压之比,即想使得小灯泡的电压增大到2.5V,即需要使得滑动变阻器的电压变小,据串联电路中电阻之比等于电压之比,所以应该使得滑动变阻器的有效阻值变小,故需将滑片向B移动;
由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A;则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W.
故答案为:
(1)A;保护电路,使灯泡两端电压达到额定电压;
(2)有;无;
(3)B;2.5;0.32;0.8.

点评 此题是测量灯泡的电功率实验,考查了连接电路的注意事项、滑动变阻器的作用、电流表读数、故障分析及电功率的计算,都属于电学的基础考查范围,必须掌握.

练习册系列答案
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3.在测3.8V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图1所示的电路,其中电源电压为6V.

(1)请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮).
(2)若在连接电路时,有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器B(A/B/C)连入电路,才能保证实验顺利进行.
(3)下表为某小组的实验记录:
实验序号电压表示数/V电流表示数/A实际功率/W额定功率/W
13.00.361.08P=$\frac{1.08+1.52+1.89}{3}$=1.50
23.80.401.52
34.50.421.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你的评价是老师的说法正确,当灯泡两端电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,实际电压不同,实际功率不同,不能通过求平均值计算额定功率;
(4)若没有电流表,小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率.她选择了满足实验要求的实验器材,并按照图2所示的电路图连接好实物.以下是她设计的实验方案,请将它补充完整:
①只闭合开关S1,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V;
②下一步操作是:保持滑片不动,只闭合开关S2,当电压表示数为3.8V时,读出电阻箱连入电路的阻值R0
③利用上述测量出的物理量及已知量,写出小灯泡额定功率的表达式是:P=$\frac{(3.8V)^{2}}{{R}_{0}}$.
(5)小刚还想测量一只额定电压为2.5V,电阻约为10Ω小灯泡的额定功率,为此他将图1中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验,小明认为他不能测出该小灯泡的额定功率,理由是滑动变阻器最大阻值太小,不能调到额定电压2.5V.

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