小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额...
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小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω1A)、以及符合实验要求的电表、开关和导线。如图(*)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图(*)所示的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向B端移动时,电流表和电压表的示数都变大。
(_____)
(2)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是______。
(3)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______端移动(选填“A”或“B”)。当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率是_____W,
(4)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为如图(*)所示,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于_____。
(5)若小亮在(4)实验中用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,并控制定值电阻两端电压为2.5V,使用滑动变阻器的铭牌为“10Ω1A”,为了能够完成实验,小亮可以选择的电源电压的范围是_____。
【回答】
小灯泡断路 B 0.5 25Ω 2.5V~3.5V
【解析】
第一空.要求滑动变阻器的滑片向B端移动时,电流表和电压表的示数都变大,则滑动变阻器接入电路的电阻应变小,所以把滑动变阻器B接线柱与电源负极相连,如图:
第二空.闭合开关,移动滑片P,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源两极是通的,所以电压表并联电路部分存在断路,则可能故障原因是灯泡断路;
第三空.电压表的示数为2.2V,低于灯泡额定电压,要测量小灯泡的额定功率,增大灯的电压,减小变阻器的电压,根据串联电路分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻,所以应将滑片P向B端移动,直到电压表示数为2.5V;
第四空.结合*、乙图知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
第五空.结合*、*图知,可知电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V,即实验时保持电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端为6V-2V=4V,串联电路电流相等,可得,当滑动变阻器最大阻值接入电路时,代入数据解得,所以定值电阻阻值不能大于25Ω;
第六空.在(4)实验中用到的电阻阻值分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω,并控制定值电阻两端电压为2.5V,当变阻器连入电路中的阻值为0时,滑动变阻器没有分压,电源电压全部加在定值电阻两端,所以电源电压最低为2.5V;
当滑动变阻器最大阻值10Ω和最大定值电阻25Ω接入电路时,电流最小,滑动变阻器分得电压也最小,所以此时的总电压为最高电压电源;最小电流为:,最高电源电压为:;所以电源电压应在2.5V-3.5V范围内。
知识点:电流与电压和电阻的关系
题型:实验,探究题
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