問題詳情:
在“測定小燈泡的電功率”的實驗中,選用如圖*所示的器材,其中電源電壓為 6V,小燈泡的額定電壓為 2.5V(燈絲電阻約為 12Ω).
(1)如圖*是小明測定燈泡額定功率的實物電路圖(不完整);
①為了能夠順利完成實驗探究,下列兩種規格的滑動變阻器應選用 .
A.“10Ω0.5A”的滑動變阻器 B.“50Ω0.5A”的滑動變阻器
②請用筆畫線代替導線將實物電路圖連接完整;
(2)正確連接電路後閉合開關,發現電壓表無示數,電流表有示數,燈泡不發光,導 致這一現 象的原因可能是 ;
(3)排除故障後,閉合開關,移動滑片,電壓表的示數如圖乙所示,其讀數是 V;為了測量小燈泡的額定功率,應將滑動變阻器的滑片向 (選填“A”或“B”)端移動.
(4)根據實驗測得的數據,繪製出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關係圖象(如圖*所示),分析圖象可知:
①小燈泡的額定功率為 W;
②小燈泡燈絲電阻是變化的,主要是受 變化的影響;
③實驗中觀察到:當小燈泡兩端的電壓低於 0.5V 時,小燈泡不發光,根據圖象分析其原因 是 .
(5)小華打算增加一個阻值為 10Ω 的電阻 R0,只利用一隻電錶,通過簡單*作(開關 S 接“a”、“b”各一次)來測量小燈泡的額定功率.方案 一、二是小華設計的兩種不同方案的電路 圖.則以下判斷正確的是 .
A.兩種方案都能 B.兩種方案都不能 C.方案一能,方案二不能 D.方案一不能,方案二能
【回答】
【考點】電功率的測量.
【分析】(1)①由串聯電路特點和歐姆定律計算燈泡正常發光時變阻器連入的阻值,從而確定變阻器的規格;
②滑動變阻器應串聯接入電路中;
(2)根據斷路和短路現象分析;
(3)看清電壓表的量程和分度值,讀出電壓表示數;比較電壓表示數與額定電壓的大小,根據串聯分壓特點確定滑片移動方向;
(4)①由圖象讀出燈泡電壓為2.5V時的電流,由P=UI計算其額定功率;
②燈泡的燈絲會隨温度的變化而改變;
③燈的亮度由燈的實際功率決定;
(5)開關S接“a”、”b”各一次,根據電路圖,確定能否使小燈泡正常發光,若不能,則無法測量小燈泡的額定電功率.
【解答】解:(1)①測量小燈泡的電功率實驗中,L與滑動變阻器串聯,電壓表測L兩端電壓,電流表測電路中電流,
由題知燈泡正常發光時電路中電流約為I==≈0.21A,根據串聯電路電流的特點,即為通過變阻器的電流大小,變阻器應分去的電壓U變=6V﹣2.5V=3.5V,變阻器阻值至少為R變==16.8Ω>10Ω,所以應選擇滑動變阻器的規格為50Ω 0.5A;
②電流表的量程為0﹣0.6A;滑動變阻器串聯接入電路中,如圖:
;
(2)正確連接電路後閉合開關,發現電壓表無示數,電流表有示數,説明電路出現了短路,電壓表無示數説明與其並聯部分無電阻,故燈泡短路;
(3)電壓表接的是0~3V量程,分度值為0.1V,此時示數為2.2V;該電壓低於額定電壓,為使電壓達到額定電壓,應減小變阻器的電壓,根據分壓原理,應減小變阻器連入電路中的電阻大小,所以滑片應該向A端移動;
(4)①由圖象可知,當燈泡電壓為2.5V時的電流為0.25A,所以燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
②燈絲的電阻隨温度的升高而增大,由圖象知,電壓越大,通過燈的電流越大,根據P=UI,燈泡的實際功率越大,燈絲温度越高,電阻越大;
③實驗中觀察到:當小燈泡兩端的電壓低於0.5V時,通過燈的電流小於0.1A,則燈的實際功率小於
P′=U′I′=0.5V×0.1A=0.05W,遠小於燈的額定功率,小燈泡不發光;
(5)方案一中,無論S接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發光,*方案不能測定小燈泡的額定電功率;
方案二中,R0、小燈泡、變阻器三者串聯,S接a時,電壓表測定值電阻的電壓,S接b時測燈和定值電阻的總電壓,都無法確定小燈泡是否正常發光,丁方案不能測定小燈泡的額定電功率.所以,兩種方案都不能測出小燈泡的額定功率.
故*為:(1)①B;②如圖;(2)燈泡短路;(3)2.2;A;(4))①0.625;②温度;③電流太小;(5)B.
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題