某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各...
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某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为3.8V的待测小灯泡(电阻约为12Ω),滑动变阻器两个(A:“5Ω2A“;B:“20Ω 0.5A”)。
(1)该实验的实验原理是 ;实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)如图*所示是小田同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)。
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表0~15V量程已经损坏,0~3V量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你在*图中的虚线框内画出正确的电路图 。
(6)由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1,小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2,则P1 P2(选填“大于”、“小于或“等于”)。
【回答】
解:(1)该实验的实验原理是P=UI;
实验中,额定电压为3.8V的待测小灯泡,电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I==≈0.32A,根据串联电路电压的规律和欧姆定律,当灯正常发光时,变阻器连入电路中的电阻:
R滑==≈6.88Ω>5Ω,从电流和电阻大小考虑,故应选用的滑动变阻器是B;
(2)原电路中,电压表串联在电路中、电流表与变阻器串联是错误的,电流表应与变阻器串联,电压表与灯泡并联,改正后如下图1所示:
(3)经分析,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是与灯泡并联的电路断路了;
(4)根据制出了小灯泡的电流随电压变化的图象知,灯的额定电压下的电流为0.3A,则该小灯泡的额定功率为:P=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W;
(5)根据串联电路的规律,当变阻器的电压为:6V﹣3.8V=2.2V时,灯正常发光,故可将电压表使用小量程与变阻器并联,移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时,记下电流表的示数。如下图2所示:
(6)由图3知,小灯泡的实际电压是额定电压一半(1.9V)时的电流约为0.21A,电功率为:
P1=1.9V×0.22A=0.40W;
小灯泡的实际电流是额定电流一半时(0.15A)对应的电压约为1V,灯的实际电功率为:
P2=1V×0.15A=0.15W,则P1大于P2。
故*为:(1)P=UI;B;(2)如图1所示;(3)与灯泡并联的电路断路了;(4)1.14;(5)如图2所示;(6)大于。
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题
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