题目内容

4.小明做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.

(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是A.
A、灯泡短路    B、灯泡断路    C、滑动变阻器短路   D、滑动变阻器断路
(3)排除故障后,小明测量了不同电压下通过小灯泡的电流.当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为0.75W.
(4)实验后,小明同学想到另一种求解额定功率的方法,利用电压小于2.5V时的电压电流数据求出电阻,然后利用 P=$\frac{{U}_{2}}{R}$ 计算出小灯泡的电功率.小明发现计算结果与真实值相比偏大,根据所学的知识,你认为原因可能是灯丝电阻随温度的升高而增大.

分析 (1)电压表和小灯泡并联,滑动变阻器和小灯泡串联;
(2)电流表有示数说明电路通路,电压表无示数且灯泡不亮,说明电压表并联部分短路;
(3)弄清楚电流表的量程和分度值,读出电流值,根据P=UI求出额定功率;
(4)因为灯泡电压增大,灯泡亮度增大,灯丝温度升高,灯丝电阻随电压的增大而增大.正常发光时的电阻大于第一次实验时的灯丝电阻;根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知计算出的额定功率偏大还是偏小.

解答 解:(1)电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器和小灯泡串联,如下图:

(2)合开关,移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明电压表并联部分短路,即小灯泡短路;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A,小灯泡的额定电压为2.5V,
小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)因为灯丝的电阻受温度影响,在不同电压下,电阻不同,灯丝电阻随温度的增大而增大.
第一次灯泡两端的电压较低,灯泡的实际功率较小,所以温度较低,此时灯泡的电阻较小,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算额定功率时,代入的电阻值偏小,所以所得电功率偏大.
故答案为:(1)如上图;  (2)A;(3)0.75;(4)灯丝电阻随温度的升高而增大.

点评 本题考查了连接实物图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡的功率等,认真分析电路图,明确各电路的连接方式,是正确补全电路图的关键.

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