在“測量小燈泡的額定功率”實驗中,提供如下實驗器材:電源(輸出電壓恆為6V)、小燈泡(額定電壓2.5V電阻約為...
問題詳情:
在“測量小燈泡的額定功率”實驗中,提供如下實驗器材:電源(輸出電壓恆為6V)、小燈泡(額定電壓2.5V電阻約為10Ω)、滑動變阻器(50Ω 1A)、電壓表(量程0~3V,0~15V)、電流表(量程0~0.6A,0~3A)、開關、導線若干。
(1)請用筆畫線代替導線在圖*中完成實物電路的連接;
(2)正確連接後閉合開關,發現小燈泡不發光,電壓表和電流表均無示數。小寧利用另一隻完好的電壓表進行檢測,把電壓表分別接在A、E之間和A、F之間,電壓表均有示數;接在C、F之間,電壓表無示數。如果電路連接完好,只有一個元件有故障,該故障是________(選填“小燈泡斷路”“、“小燈泡短路”或“滑動變阻器斷路”);
(3)排除故障後,小寧看到電壓表示數為2V,此時小燈泡的功率________(選填“大於、“小於”或“等於”)額定功率,要使燈泡L正常發光,滑動變阻器的滑片P應向________(選填“A”或“B”)端移動,當燈正常發光時,電流表示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是________W。
(4)測出小燈泡額定功率後,該同學又把燈泡兩端的電壓調為額定電壓的0.6倍,發現測得的實際功率並不等於其額定功率的0.36倍,請你幫他分析出現這種現象的主要原因是________;
(5)把上面電路中的小燈泡換成定值電阻,用這一電路還可以完成的實驗有________(寫出一個即可)。
【回答】
(1)如下所示;(2)滑動變阻器斷路;(3)小於;A;0.65;(4)因燈的電阻隨温度的變化而變化;(5)研究電流與電壓的關係。
【解析】(1)燈的額定電壓2.5V,電阻約為10Ω,由歐姆定律,燈的電流約為:
I===0.25A,故電流表選用小量程與燈串聯,變阻器按一上一下接入電路中,如下所示:
(2)把電壓表分別接在A、E之間電壓表有示數,則A﹣電源﹣開關﹣電壓表組成的電路是連通的,同理,接在A、F之間,電壓表均有示數;A﹣電源﹣開關﹣燈﹣電壓表組成的電路為通路;而連接在C、F之間,電壓表無示數,則可確定滑動變阻器斷路;
(3)排除故障後,小寧看到電壓表示數為2V,小於燈的額定電壓,此時小燈泡的功率小於燈的額定功率,
燈在額定電壓下正常發光,根據串聯電路電壓的規律,應減小變阻器的電壓,由分壓原理,應減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向A移動,直到電壓表示數為額定電壓;
當燈正常發光時,電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.26A,則小燈泡的額定功率:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)根據P=,在電阻不變時,電功率與電壓的平方成正比,測出小燈泡額定功率後,該同學又把燈泡兩端的電壓調為額定電壓的0.6倍,通過燈的電流也變小了,根據P=UI燈的功率變小,燈的温度降低,燈絲的電阻變小,故發現測得的實際功率並不等於其額定功率的0.36倍;
(5)把上面電路中的小燈泡換成定值電阻,通過移動變阻器的滑片可多次測量,用這一電路還可以完成的實驗有研究電流與電壓的關係。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題
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