某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中,現有器材:電源(電壓恆為6V)、開關、電壓表、電流表各...
問題詳情:
某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中,現有器材:電源(電壓恆為6V)、開關、電壓表、電流表各一個,導線若干,額定電壓為3.8V的待測小燈泡(電阻約為12Ω),滑動變阻器兩個(A:“5Ω2A“;B:“20Ω 0.5A”)。
(1)該實驗的實驗原理是 ;實驗中,應選用的滑動變阻器是 (選填“A”或“B”)。
(2)如圖*所示是小田同學連線的實物電路圖,圖中只有一根導線連線錯誤,請你在圖中用“×”標出這根錯接的導線,只改接一根導線使電路成為正確的電路(不能與其他導線交叉)。
(3)小田確認電路連線無誤後閉合開關,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發光且電壓表的示數都接近電源電壓,則電路的故障是 。
(4)排除故障後,移動滑動變阻器的滑片,並繪製出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示,則該小燈泡的額定功率為 W。
(5)該組的另一同學接著實驗時,發現電壓表0~15V量程已經損壞,0~3V量程還可以正常使用,在不新增器材的情況下,為了測出該小燈泡的額定功率,請你在*圖中的虛線框內畫出正確的電路圖 。
(6)由圖乙推知:小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1,小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為P2,則P1 P2(選填“大於”、“小於或“等於”)。
【回答】
解:(1)該實驗的實驗原理是P=UI;
實驗中,額定電壓為3.8V的待測小燈泡,電阻約為12Ω,由歐姆定律,燈的額定電流約為:
I==≈0.32A,根據串聯電路電壓的規律和歐姆定律,當燈正常發光時,變阻器連入電路中的電阻:
R滑==≈6.88Ω>5Ω,從電流和電阻大小考慮,故應選用的滑動變阻器是B;
(2)原電路中,電壓表串聯在電路中、電流表與變阻器串聯是錯誤的,電流表應與變阻器串聯,電壓表與燈泡並聯,改正後如下圖1所示:
(3)經分析,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發光且電壓表的示數都接近電源電壓,則電路的故障是與燈泡並聯的電路斷路了;
(4)根據製出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象知,燈的額定電壓下的電流為0.3A,則該小燈泡的額定功率為:P=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W;
(5)根據串聯電路的規律,當變阻器的電壓為:6V﹣3.8V=2.2V時,燈正常發光,故可將電壓表使用小量程與變阻器並聯,移動變阻器的滑片,當電壓表示數為2.2V時,記下電流表的示數。如下圖2所示:
(6)由圖3知,小燈泡的實際電壓是額定電壓一半(1.9V)時的電流約為0.21A,電功率為:
P1=1.9V×0.22A=0.40W;
小燈泡的實際電流是額定電流一半時(0.15A)對應的電壓約為1V,燈的實際電功率為:
P2=1V×0.15A=0.15W,則P1大於P2。
故*為:(1)P=UI;B;(2)如圖1所示;(3)與燈泡並聯的電路斷路了;(4)1.14;(5)如圖2所示;(6)大於。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題
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