在“測量小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻大約為10Ω,有兩個規格分別為“10Ω lA”...
問題詳情:
在“測量小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻大約為10Ω,有兩個規格分別為“10Ω l A”、“50Ω 2A”的滑動變阻器,電源電壓為6V.
(1)本實驗中應選擇規格為______的滑動變阻器;圖中已有部分電路連好,請用筆畫線代替導線將電路連線完整.
(2)某同學閉合開關後,移動滑動變阻器的滑片,發現燈泡的亮度很暗且不變,可能的原因是______.
(3)排除故障後,移動滑動變阻器的滑片,進行了多次測量,其中小燈泡正常發光時電流表示數如圖乙所示為______A,小燈泡的額定功率為______w,實驗中多次測量的目的是:______.
(4)完成實驗後,該組同學又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續“探究電壓相同時,電流與電阻的關係”,得到的實驗資料如表.
次數 | 1 | 2 | 3 | 4 |
電阻/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 |
電流/I | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15 |
該組同學做完第2次實驗後,用15Ω的電阻替換10Ω的電阻,閉合開關後,應將滑動變阻器的滑片P向______(填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數為______ V,完成第三次實驗.
【回答】
【考點】電功率的測量;串聯電路的電壓規律;歐姆定律的應用.
【分析】(1)根據燈正常工作時的電壓求出變阻器的電壓,由歐姆定律求出燈正常工作時的電流大小,得出變阻器的最小阻值,確定變阻的規格;根據燈的電壓確定電壓表量程,將電壓表與燈泡並聯,根據燈正常工作時的電流確定電流表量程並與燈泡串聯;
(2)移動滑動變阻器的滑片,發現燈泡的亮度很暗,說明電路為通路,且電路中的電流很小;亮度不變,說明電路中電流大小不隨滑片的移動而改變,變阻器失去了變阻 的作用,所以可能的原因是:將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路中了;
(3)根據圖乙讀出電流表的示數,由P額=U額I額計算燈的額定功率值;實驗中多次測量的目的是為了得出具有普遍*的結論;
(4)先求出定值電阻的電壓,根據分壓原理確定滑片子動的方向.
【解答】解:(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用0﹣3V量程,正常發光時的電阻約為10Ω,電流I==0.25A,所以電流表選用0﹣0.6A量程;燈正常發光時,變阻器應分得的電壓U滑=6V﹣2.5V=3.5V,所以變阻器的阻值至少為R滑==14Ω>10Ω,所以應選用“50Ω 2A”的滑動變阻器;測燈泡功率實驗中,電源、電流表、燈泡、滑動變阻器、開關、滑動變阻器串聯接入電路,電壓表與燈泡並聯,電路圖的連線如下圖所示;
(2)經分析,移動滑動變阻器的滑片,發現燈泡的亮度很暗且不變,可能的原因是:將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路中了;
(3)當燈泡電壓達到額定電壓時正常發光,電流表使用0﹣0.6A量程,分度值為0.02A,由乙圖,其正常發光時的電流為0.24A,所以燈泡的額定功率
P額=U額I額=2.5V×0.24A=0.6W;實驗中多次測量的目的是:為了避免偶然*,比較燈泡在不同電壓下的結論,得出具有普遍*的實驗結論;
故*為:(1)見上圖;(2)小燈泡短路;(3)B;0.6.
(4)由表中資料,電壓表的示數U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=…=3V.根據分壓原理,當換上較小的電阻時,電壓表示數減小,為保持電壓不變,應增大定值電阻的電壓,減小變阻器分得的電壓,所以變阻器連入電路中的電阻應減小,即滑片向B端滑動,直到電壓表示數為3V;
故*為:(1)50Ω 2A;如上圖所示;
(2)將變阻器下面兩個接線柱接入電路中;
(3)0.24; 0.6; 比較小燈泡在不同電壓下的電功率,得出具有普遍*的結論;
(4)B; 3.
【點評】本題涉及測燈的電功率及探究電流與電阻的關係實驗,考查了器材的選擇、電路連線、故障分析、*作的過程、額定的計算和控制變數法及歸納法的運用,綜合*強,有一定難度.
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題
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