在做“测量小灯泡的电阻”的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连...
问题详情:
在做“测量小灯泡的电阻”的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连接了部分实验电路,如图所示:
(1)为了完成实验,请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整(要求导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小) (2)电路连接好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到
(选填“A端”或“B端”); (3)当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,灯丝突然烧断,此时电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”). (4)换相同规格的灯泡,重新实验并记录数据如下表:
电压/V | 2.0 | 2.5 | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 3.5 |
电流/A | 0.40 | 0.48 | 0.53 | 0.56 | 0.58 | 0.61 |
电阻/Ω | 5.0 | 5.2 | 5.3 | 5.4 | 5.5 | 5.7 |
平均电阻/Ω | 5.4 |
根据实验数据,小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻,你认为这种做法合理吗?
(选填“合理“或“不合理“),你的理由是
(5)小明还想利用现有的实验器材测量小灯泡的额定功率,但此时电压表0-15V量程突然损坏,而0-3V量程完好.请你在不增减器材的情况下,帮他设计测量小灯泡额定功率的实验.要求写出必要的实验步骤,用字母(或数值)记录所测得的物理量并写出小灯泡额定功率的表达式. 实验步骤:
小灯泡额定功率的表达式:
【回答】
【专题】计算题;实验题;作图题;探究题;测量型实验综合题.
【分析】(1)根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,根据题中要求“变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小”即滑动变阻器的阻值变大,右下方接线柱必须接入电路. (2)为保护用电器,连接电路过程中开关要断开;闭合开关之前滑动变阻器滑片要位于最大阻值处; (3)灯泡灯丝烧断,即可将灯泡在原电路中去掉,在此基础上进行分析,此时电压表的示数等于电源电压; (4)影响电阻的因素有:导体的温度、长度、横截面积和材料等,而小灯泡两端的电压不同,小灯泡灯丝的温度会不同,因此电阻也不同; (5)根据串联电路的电压特点知,在电源电压不变时,用电压表测量滑动变阻器的电压也可使灯的电压为额定电压.
【解答】解:(1)由图可知,电压表、电流表的量程已经确定,滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,题中要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小,这说明滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,则左下方A接线柱必须接入电路,如下图所示; (2)闭合开关之前滑动变阻器滑片要位于最大阻值处,由上图可知,滑动变阻器的滑片P应移到B端. (3)因为小灯泡的灯丝烧断后,电压表测量电源电压,所以电压表的示数变大. (4)灯丝的电阻与温度有关,小灯泡在不同电压下工作时,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同,所以不能求灯丝电阻的平均值,该做法不合理; (5)电源电压为6V,电压表“0-15V”量程不能用,由串联电路的电压特点可知,当灯泡两端电压为3.8V时,滑动变阻器两端的电压为2.2V;所以,应使用电压表的0-3V的量程测滑动变阻器的电压,当电压表示数为2.2V时,灯的电压就是3.8V,此时灯泡正常发光,记下此时电流表的示数I.电路图如图所示: 小灯泡的额定电压U额=3.8V,灯泡正常发光时电流表的示数为I, 则小灯泡额定功率的表达式:P额=U额I=3.8V×I. 故*为:(1)见上图;(2)B;(3)变大;(4)不合理;灯丝的电阻受温度影响,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同;(5)将电压表并联在变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.2V,记下此时电流表的示数I;P额=3.8V×I.
【点评】本题考查了伏安法测电阻实验中滑动变阻器的连接、电路故障原因与现象的对应关系、影响电阻的因素等知识点,包含的内容较多,综合*较强.
知识点:电阻的测量
题型:实验,探究题