在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图*所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电...
问题详情:
在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图*所示的器材,其中电源电压为 6V,小灯泡的额定电压为 2.5V(灯丝电阻约为 12Ω).
(1)如图*是小明测定灯泡额定功率的实物电路图(不完整);
①为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 .
A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器 B.“50Ω0.5A”的滑动变阻器
②请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,灯泡不发光,导 致这一现 象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动.
(4)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象(如图*所示),分析图象可知:
①小灯泡的额定功率为 W;
②小灯泡灯丝电阻是变化的,主要是受 变化的影响;
③实验中观察到:当小灯泡两端的电压低于 0.5V 时,小灯泡不发光,根据图象分析其原因 是 .
(5)小华打算增加一个阻值为 10Ω 的电阻 R0,只利用一只电表,通过简单*作(开关 S 接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率.方案 一、二是小华设计的两种不同方案的电路 图.则以下判断正确的是 .
A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.方案一能,方案二不能 D.方案一不能,方案二能
【回答】
【考点】电功率的测量.
【分析】(1)①由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时变阻器连入的阻值,从而确定变阻器的规格;
②滑动变阻器应串联接入电路中;
(2)根据断路和短路现象分析;
(3)看清电压表的量程和分度值,读出电压表示数;比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联分压特点确定滑片移动方向;
(4)①由图象读出灯泡电压为2.5V时的电流,由P=UI计算其额定功率;
②灯泡的灯丝会随温度的变化而改变;
③灯的亮度由灯的实际功率决定;
(5)开关S接“a”、”b”各一次,根据电路图,确定能否使小灯泡正常发光,若不能,则无法测量小灯泡的额定电功率.
【解答】解:(1)①测量小灯泡的电功率实验中,L与滑动变阻器串联,电压表测L两端电压,电流表测电路中电流,
由题知灯泡正常发光时电路中电流约为I==≈0.21A,根据串联电路电流的特点,即为通过变阻器的电流大小,变阻器应分去的电压U变=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器阻值至少为R变==16.8Ω>10Ω,所以应选择滑动变阻器的规格为50Ω 0.5A;
②电流表的量程为0﹣0.6A;滑动变阻器串联接入电路中,如图:
;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,说明电路出现了短路,电压表无示数说明与其并联部分无电阻,故灯泡短路;
(3)电压表接的是0~3V量程,分度值为0.1V,此时示数为2.2V;该电压低于额定电压,为使电压达到额定电压,应减小变阻器的电压,根据分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以滑片应该向A端移动;
(4)①由图象可知,当灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A,所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
②灯丝的电阻随温度的升高而增大,由图象知,电压越大,通过灯的电流越大,根据P=UI,灯泡的实际功率越大,灯丝温度越高,电阻越大;
③实验中观察到:当小灯泡两端的电压低于0.5V时,通过灯的电流小于0.1A,则灯的实际功率小于
P′=U′I′=0.5V×0.1A=0.05W,远小于灯的额定功率,小灯泡不发光;
(5)方案一中,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,*方案不能测定小灯泡的额定电功率;
方案二中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,S接b时测灯和定值电阻的总电压,都无法确定小灯泡是否正常发光,丁方案不能测定小灯泡的额定电功率.所以,两种方案都不能测出小灯泡的额定功率.
故*为:(1)①B;②如图;(2)灯泡短路;(3)2.2;A;(4))①0.625;②温度;③电流太小;(5)B.
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题