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二.测量小灯泡电功率
1. 为了测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率,小明设计了图甲所示的电路图,实验中各元件完好,电源电压保持不变.
第1题图
(1)电路连接完整后、小明闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是 (选填下面字母序号).
A. 检査电路是否断路B. 检查电路是否短路C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(2)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器.当电压表的示数为 V时,灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,该灯泡的额定功率为 W.
【答案】(1)C;(2)2.5;0.3;0.75
【解析】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;闭合开关后,电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,电路不存在短路和断路;由于滑动变阻器阻值全部接入电路,电路总电阻很大,电路电流很小,故灯泡实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光;因此接下来的操作是:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选C.(2)当灯泡正常发光时,它两端的电压应为其额定电压2.5V;由图乙可知,电流表所选的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故其示数为0.3A;该灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
2. 在“测量标有‘2. 5 V’字样小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供的器材有电压表、电流表、开关、电压为4.5 V的电源和标有“30 Ω 0.5 A”的滑动变阻器,小宇同学已连接好如图甲所示的部分实验电路.
第2题图
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求闭合开关后,使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,且电压表的示数为0,电流表示数不为0,则出现故障的原因可能是 ;
(3) 排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定电流为 A,小灯泡的额定功率为 W;小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω(保留1位小数).
【答案】(1)如答图所示
第2题答图
(2)小灯泡短路;(3)0.24,0.6,8.3
【解析】(1)闭合开关后,使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮,说明电阻在变小,因此接线柱应接在D上.(2)电路故障分析要先分析电路,再看清现象,根据现象作出故障的判断.分析电路可知:灯与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压,故障现象是“闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为0”,这说明电路中是有电流的,但是电流不经过灯泡和电压表,故电压表或灯泡被短路.(3)电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值是0.02A,因此电流表的读数I=0.24A,此时为灯泡的额定电流,灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;灯泡正常发光,则电路电流I=IL=0.24A,滑动变阻器两端的电压U1=U-UL=4.5V-2.5V=2V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻.
3.小芳到实验室做“测量小灯泡的额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:标有“2.5 V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干.她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路,如图甲是该电路的不完整电路图.
第3题图
(1)请你将甲电路图补充完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器调至阻值 的位置.
(3)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为 V,此时电压表V2的示数如图乙所示,是 V.
(4)小灯泡的额定功率为 W.
(5)她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法,其电路图如图丙所示,R0=10Ω,并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器,是电流表A2的示数为 A时,再读出电流表A1的示数,才能计算出小灯泡的额定功率.
【答案】(1)如答图所示
第3题答图
(2)最大 (3)2.5 2.4 (4)0.6 (5)0.25
【解析】(1)在测量小灯泡电功率的实验中,没有电流表,而多给了一个电压表和定值电阻,于是我们利用欧姆定律把定值电阻与灯泡串联,其中一只电压表测量定值电阻的电压,据,即可得到通过定值电阻的电流,再由串联电路电流处处相等,从而进一步计算出电功率;连接电路图如图所示;(2)在测量电功率的实验中,为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片一定要移动到滑动变阻器最大阻值处;(3)闭合开关后,为了测量小灯泡的额
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