在测量“小灯泡的额定功率”的实验中,实验室提供的实验器材有:A.电源(电压为4.5V),B.电流表A1(量程为...
问题详情:
在测量“小灯泡的额定功率”的实验中,实验室提供的实验器材有:
A.电源(电压为4.5V),
B.电流表A1(量程为0﹣0.6A,电阻为0.5Ω)
C.电流表A2(量程为0﹣3A,电阻为0.2Ω)
D.电压表V1(量程为3V,内阻为3kΩ)
E.电压表V2(量程为15V,内阻为1kΩ)
F.滑动变阻器R(阻值0﹣10Ω)
G.定值电阻R0=800Ω
H.待测小灯泡L(额定电压为3.8V,额定功率大约是1.2W)
I.开关S一个,导线若干
实验要求:既要保*电路安全,又要提高测量精确度;为了减小系统误差,测量时电表示数应大于量程的三分之一。则
(1)根据实验要求,电流表应选_______,电压表应选_______(选填器材前的字母代号)。
(2)根据实验要求,在虚线方框内画出实验电路图(其中部分电路已画出)。________
(3)根据实验电路图,请用笔画线代替导线,将实验器材连接起来使之成为实验电路(其中部分导线已连接好)。_______
(4)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到_______端(选填实物图中“a”或“b”);正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,仔细检查电路各部分均接触良好,其原因可能是_______。
【回答】
B D b 小灯泡L断路
【解析】
(1)待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率大约是1.2W,
由P=UI得,小灯泡的额定电流大约为:
,
因为小灯泡L的额定电流0.32A小于0.6A,且大于电流表A1量程的三分之一,
所以,根据实验要求,电流表应选B。
因为电源电压为4.5V,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,大于V1的量程
但小于电压表V2量程的三分之一,为了使偏转角度尽量大,电压表应选D。
(2)为了测量小灯泡的额定功率,应使其两端的电压为3.8V,由于电压表(量程为3V,内阻为3kΩ),因此可将电压表与R0串联后在并联在小灯泡L的两端,电流表接在干路上(即电流表外接法),
当灯泡L正常发光时,其两端的电压为UL=3.8V,
根据串、并联电路电压规律可知,电压表和R0所在支路电压:
串联电路电流相等,所以电压的比等于电阻的比,即电压表V1与定值电阻R0两端的电压之比:
联合以上两式可解得:,;
所以实验电路图如下:
(3)根据实验电路图,按电流的流经顺序将其连接起来,如下图所示:
(4)根据保护电路的原则,在闭合开关前,应使电路中的电流最小,即滑动变阻器接入电路的阻值最大,由实验电路可知,滑动变阻器的滑片应滑到b端。
开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路*故障,电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源两极是连通的,则故障应为与电压表并联的部分断路,即小灯泡L断路。
【点睛】
重点是测量小灯泡电功率的实验,除了掌握通常的实验要求和步骤外,难点是电表的选择和画出电路图,对于电压表的选择采用了扩大量程的方法,即电压表与定值电阻串联后,根据串联电路的特点知,当电压表示数为3V时,电压表与定值电阻串联后总电压为3.8V,正好可以测量灯的定额电压。据此进行分析解答。
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题
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