問題詳情:
如圖*所示是小明同學測定額定電壓為2.5V,額定功率不大於1W的小燈泡功率的實物連接圖。
(1)在小明連接好的電路中存在錯誤或不要之處,請你找出其中的兩處:① ;② 。
(2)改正錯誤和不妥之處後,閉合開關,發現電流表和電壓表均有示數,但小燈泡不亮,可能的原因是 (填寫選項中的字母)。
A.小燈泡短路
B.連接小燈泡的導線接觸不良
C.滑動變阻器接入電路的電阻過大
(3)小明調節滑動變阻器,依次正確讀取三組實驗數據,隨手寫在了草稿紙上(如圖乙所示)。如表是小明在老師指導下設計的記錄數據及現象的表格,請你補出③處所缺的內容,分析數據後得到小燈泡的額定電流為 A,額定功率為 W。
次數 | 小燈泡兩端電壓U/V | 通過燈絲電流I/A | 小燈泡的電功率P/W | ③ |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
(4)實驗後,小明將一隻5Ω的定值電阻與標有“20Ω 1A”的滑動變阻器串聯接在電壓恆定為3V的電源上,請你幫小明計算出滑動變阻器消耗的最大功率為 W。
【回答】
(1)①電流表的正負接線柱接反了;②滑動變阻器沒有按一上一下的原則串聯在電路中;
(2)C;
(3)亮度;0.30;0.75;
(4)0.45。
【分析】(1)根據電錶和滑動變阻器的正確使用進行解答;
(2)電路電阻太大,電路電流很小,燈泡實際功率很小時,燈泡不發光;
(3)測定小燈泡的額定功率時,應分別測出燈泡兩端的電壓和通過的電流,根據P=UI求出實際功率,並比較燈泡的亮暗與實際功率之間的關係;
燈泡兩端的電壓越大,通過的電流越大,據此分析電流和對應的電流,利用P=UI求出額定功率;
(4)根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電路中的電流,根據P=UI=I2R表示出滑動變阻器的電功率,然後求出其最大電功率。
【解答】解:
(1)由電路圖可知,電流表的正負接線柱接反了,滑動變阻器沒有按一上一下的原則串聯在電路中;
(2)閉合開關,發現電流表和電壓表均有示數,但小燈泡不亮,説明電路是通路且燈泡沒有短路,燈泡不亮可能是由於滑動變阻器接入電路的電阻過大,電路電流太小,燈泡的實際功率太小造成的;
(3)由表格可知,測出小燈泡兩端的電壓和通過的電流,算出對應的電功率,同時還需要比較燈泡的亮暗;
由燈泡兩端的電壓越大,通過的電流越大可知,燈泡兩端的電壓為2.5V時通過的電流為0.30A,
則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.30A=0.75W;
(4)由題意可知,R1=5Ω的定值電阻與標有“20Ω 1A”的滑動變阻器R2串聯接在電壓恆定為U=3V的電源上,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,電路中的電流I=,
滑動變阻器的電功率:
P2=I2R2=()2R2====,
當R2=R1=5Ω時,滑動變阻器消耗的功率最大,
則P2===0.45W。
【點評】本題考查了電錶和滑動變阻器的正確使用、電路現象的判斷、電功率的計算以及串聯特點的應用等,要注意電路安全的情況下燈泡兩端的電壓越大時通過的電流越大。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題