在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V电阻约为...
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在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线在图*中完成实物电路的连接;
(2)正确连接后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间,电压表均有示数;接在C、F之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是________(选填“小灯泡断路”“、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,此时小灯泡的功率________(选填“大于、“小于”或“等于”)额定功率,要使灯泡L正常发光,滑动变阻器的滑片P应向________(选填“A”或“B”)端移动,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W。
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是________;
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,用这一电路还可以完成的实验有________(写出一个即可)。
【回答】
(1)如下所示;(2)滑动变阻器断路;(3)小于;A;0.65;(4)因灯的电阻随温度的变化而变化;(5)研究电流与电压的关系。
【解析】(1)灯的额定电压2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的电流约为:
I===0.25A,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)把电压表分别接在A、E之间电压表有示数,则A﹣电源﹣开关﹣电压表组成的电路是连通的,同理,接在A、F之间,电压表均有示数;A﹣电源﹣开关﹣灯﹣电压表组成的电路为通路;而连接在C、F之间,电压表无示数,则可确定滑动变阻器断路;
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,小于灯的额定电压,此时小灯泡的功率小于灯的额定功率,
灯在额定电压下正常发光,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为额定电压;
当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则小灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)根据P=,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,通过灯的电流也变小了,根据P=UI灯的功率变小,灯的温度降低,灯丝的电阻变小,故发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍;
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,通过移动变阻器的滑片可多次测量,用这一电路还可以完成的实验有研究电流与电压的关系。
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题
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