内容正文:
测量灯泡的电功率(实验题)
一、实验题
1.在“测量小灯泡电功率”实验中,如图甲所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V”字样,电流表、电压表、滑动变阻器“10Ω 2A”和“50Ω 1A”,开关各一个,导线若干。
(1)如图所示,实验电路存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打 “×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)闭合开关,看到电压表示数如图乙,为使灯泡正常发光,应向 (填“左”或“右”)端移动滑片P,图丙为灯泡的U﹣I图象,可知灯泡的额定功率为 W;
(3)【拓展】完成上述实验后,实验小组又设计了如图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额灯泡正常发光;
②断开开关S1,闭合S2,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额;
③保持 滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= 。(用I额、I1、I2、R1表示)
2.为测量小灯泡电功率,选用如图甲所示的实验器材,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(其灯丝电阻约为12Ω)。
(1)如图甲所示的电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并用笔画代替导线,使电路连接正确 。为了顺利完成该实验探究,滑动变阻器选用 (10Ω、1.0A /15Ω、0.5A /20Ω、1.0A)。
(2)闭合开关,将滑片移动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,示数为 V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向 移动。通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,该小灯泡的额定功率为 W;
(3)小刚想利用小灯泡、电流表和定值电阻R(阻值已知)测量小灯泡正常发光时的电阻,请在图丁所示虚线框内补上这三个元件的符号,使电路满足要求;
(4)小明还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为10Ω、8Ω、6Ω和4Ω的定值电阻,其余连接均不变。四次实验中,当电压表调到某一控制电压时,此时滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是 。
3.大山做“测量小灯泡的额定功率”实验,实验电路如图甲所示,实验中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压U额=2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)请按照图甲中的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变暗 ;
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)大山同学正确进行实验,根据实验数据作出的小灯泡的I-U图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W,某次实验中,小明发现电压表和电流表都正常偏转,小灯泡却不发光,原因是 ;
(4)实验室中的滑动变阻器有两种规格:A.“10Ω,2A”,B.“50Ω,1A”,可判断本实验中选用的滑动变阻器的规格为 (选填“A”或“B”);
(5)同组的小玲同学,设计了如图丁所示的电路,利用一已知阻值为R0的定值电阻,也测出了小灯泡的额定功率。请完成如下实验步骤:
①连接好电路,闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②保持滑动变阻器滑片位置不变, ,记录电压表示数U;
③小灯泡的额定功率P额= (用题中已知物理量表示)。
4.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样。
实验原理是 。
(2)图甲中有一根导线多余导致电路错误,请在这根导线上打“×”;( )
(3)改正电路错误后,在闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 端;(选填“A”或“B”)
(4)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(5)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 ;
(6)小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为R0。实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关S、S2,调节R1,使电压表的示数仍为U额;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用U额、R0、U1、U2表示)
5.在“伏安法测电阻”的实验中,实验器材有干电池3节(电源电压4.5V)、电流表和电压表各一个、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个、待测电阻一个、开关和导线若干。
(1)小亮连接了如图甲所示电路,若闭合开关,电压表的指针将 (选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”)。检查电路时发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,画出正确连线 ;
(2)排除故障后,闭合开关,小亮多次调节滑动变阻器滑片,记录实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10
0.18
0.26
0.30
图乙为第2次实验电流表的示数,读数为 A;
(3)老师看完数据后,发现有一次数据不是实际测量得到的,请你分析它是第 次的数据,判断的依据是 ;
(4)利用剩余四次实验数据,算出待测电阻的阻值为 Ω(结果保留整数);本实验多次测量的目的是 。
(5)上述实验结束后,小亮和同学们想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,发现电流表已经损坏,于是利用原有的部分器材,又找来一个阻值为30Ω的定值电阻R0和一个电压表,设计了如图丙所示的电路。实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表V1的示数为 V,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,滑动变阻器滑片 (选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表V2的示数为3V;
③小灯泡的额定功率为 W。
6.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确 ;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像,根据图像可知,小灯泡的额定功率为 W;进一步分析图丙可知,实验过程中小灯泡的电阻发生变化,电阻变化的主要原因是 ;
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小,相应的小灯泡的阻值变化,则 (选填“>”、“<”或“=”);
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V,定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡的额定功率为P额= W。
7.小华用图甲所示的实验电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定功率,其中电源由四节新的干电池串联组成。
(1)闭合开关后,小华发现 (填“电流表”或“电压表”)几乎无示数,检查电路后发现有一根导线连接错误,请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线把电路连接正确 ;
(2)改正错误后,小明调节滑片P使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则该灯泡的额定功率为 W,若想使小灯泡的电功率变大些,则滑片P应向 移动(填“左”或“右”);
(3)小华用一个定值电阻R0接在原电路中电流表所在位置,设计了如图丙所示的电路,也测出了这个小灯泡的额定功率,具体操作是:闭合开关,调节变阻器的滑片,使电压表的示数为U额,保持滑片的位置不变,只将电压表的 点(选填“A”或“B”)接线改接到 点,观察并记录电压表的示数U,通过计算求出了小灯泡的额定功率P= (所测物理量的符号表示)。
8.“测量小灯泡的额定功率”,提供的器材有:2节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5V)。
(1)如图甲所示,小华连接了实验电路的一部分,请用笔画代替导线将电路连接完整,要求:闭合开关后,滑片向左移动时电流表示数变小;
(2)连好电路,闭合开关,电流表有示数,但电压表无示数。分析原因,小明提出几个猜想:①灯泡灯丝断了;②灯泡灯座短路;③导线a断路;④滑动变阻器接入电路的阻值太小,以上猜想可能的是 (选填序号);
(3)排除故障后,闭合开关,滑片移至某一位置,电压表示数为2V,接下来的操作是 ,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定电功率为 W;
(4)小明用如图丙所示的电路测量小灯泡的额定功率,步骤如下:闭合开关S1,将开关S2拨至“1”,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为 V,小灯泡正常发光,再将开关S2拨至“2”,读出电压表的示数,若实验中,小明将开关拨至“2”时,不小心将滑动变阻器的滑片向左移动了少许,其他操作正确,则小灯泡额定功率的测量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
9.老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验。
(1)一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如图1,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2;
③则Rx= (用U1,U2和RP表示);
(2)在缺少电流表时,小龙组选用阻值为R0的定值电阻设计了如图2所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和S1,电压表的示数为U1;
②再闭合S2,电压表的示数为U2;
③Rx= (用字母(U1,U2和R0表示);
(3)在测量小灯泡电功率(小灯泡的额定电压为U额)拓展实验中,电流表坏了,老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的实验电路图,下面是某同学的实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U额;
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用U额、U和R0表示)。
10.在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并补画出正确连接的导线 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电路 (选填“一定”或“不一定”)出现了故障;
(3)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W.由图可知,滑动变阻器的规格应选择 ;
A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
(4)当电路中的电流最小时,小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率之比为 。
试卷第8页,共8页
试卷第7页,共8页
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参考答案:
1. 左 0.5 R2
【详解】(1)[1]电压表串联在电路中,电流表测量变阻器和灯泡的总电流,应该将电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,如图所示:
(2)[2]灯泡正常发光时电压等于其额定电压2.5V,由图乙知,电压表使用0~3V量程,分度值0.1V,所以灯泡两端电压为
2.2V<2.5V
由串联电路的分压原理可知,应将滑片向左端移动,使灯泡两端电压达到2.5V。
[3]由图象读出灯泡正常发时的电流0.2A,所以灯泡的额定功率
P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W
(3)③[4]保持R2的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
[5]由串联电路特点和欧姆定律可得
U=I2R2=I1(R1+R2)
R2=
小灯泡额定功率的表达式为
P额=I额2RL=I额2R2=I额2
2. 20Ω、1.0A 2.2 左 0.5 5∶2
【详解】(1)[1]原电路中,电压表串联在电路,电流表与变阻器串联后与灯并联是错误,电压表应与灯并联,电流表与灯串联,如下图所示:
[2]灯正常发光时电压为2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=6V-2.5V=3.5V
由串联分压可知
变阻器连入电路中的电阻为
R滑=16.8Ω
选用“20Ω 1.0A”的滑动变阻器。
(2)[3]闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,电压表选用0~3V的量程,分度值为0.1V,其读数是2.2V。
[4]为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯的电压,由串联电路电压的规律,要减小变阻器的电压,根据分压原理减小变阻器连入电路中的电阻,即将滑动变阻器的滑片向左移动。
[5]由图丙可知,灯在额定电压2.5V时,通过的电流为0.2A,额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(3)[6]由题意可知,由于没有电压表,故需要用电流表和定值电阻求出电压,故定值电阻应与灯泡并联;如图所示:
闭合开关S、S2,灯泡与电阻R并联,电流表测量通过R的电流,调节变阻器使电路中的电流为
此时电阻两端的电压等于灯泡两端的电压,变阻器的滑片位置不变,闭合开关S、S1,灯泡与电阻R并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路的电流规律可知通过灯泡的电流
小灯泡正常发光时的电阻
(4)[7]根据串联电路中电压规律可得滑动变阻器分得的电压为
U滑=6V-U表
则变阻器的电压保持不变,由分压原理可得
当定值电阻分别取4Ω和10Ω时,故对应的变阻器连入电路中的电阻之比
滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比等于变阻器连入电路中电阻的反比,所以
3. 断开 0.625 小灯泡的实际功率过小 B 闭合开关S、S2,断开开关S1
【详解】(1)[1]由题意可知,小灯泡的额定电压为U额=2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为RL=10Ω,故由欧姆定律可得,小灯泡正常发光时,流过小灯泡的电流约为
故可知电流表应选用小量程,滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变暗,则电路中的电流应变小,由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路中的阻值应变大,故可知滑动变阻器应接入左下接线柱,电路连接如下图所示
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
(3)[3]由图丙可知,小灯泡两端电压为U额=2.5V时,流过小灯泡的电流为I额=0.25A,故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
[4]某次实验中,小明发现电压表和电流表都正常偏转,说明电路为通路状态,,且灯泡两端电压不为零,而灯泡却不亮,原因是通过灯泡的电流过小,导致灯的实际功率过小。
(4)[5]由题意可知,小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V
此时电路中的电流为I额=0.25A,故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
可知滑动变阻器的最大阻值应大于等于14Ω,故可知本实验中选用的滑动变阻器的规格为B。
(5)②[6]由电路图可知,在没有电流表的情况下,可以利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联,首先使灯泡两端电压等于额定电压,然后测出此时定值电阻两端的电压,从而计算出小灯泡正常工作时流过的电流大小,根据P=UI计算出灯泡的额定功率,故由步骤①可得,步骤②的实验操作为:保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电压表的示数U。
③[7]在①中,电压表测灯泡两端电压,在②中,电压表测灯泡与定值电阻两端电压,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,流过灯泡的电流为
由P=UI可得,灯泡的额定功率为
4. B C 0.75
【详解】(1)[1]由公式P=UI可知,用电压表测出灯泡两端的电压,用电流表测出通过灯泡的电流,就可以计算出灯泡的电功率。
(2)[2]由图甲可知,滑动变阻器与灯泡左侧接线柱连接的导线会导致滑动变阻器接线错误,同时使灯泡短路,应该去掉,如图所示
(3)[3]为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调到最大,即滑片调至B端。
(4)[4]闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,可能是通过灯泡的电流太小,实际电功率太小,所以接下来应移动滑动变阻器的滑片,减小电阻,观察灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(5)[5]图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(6)[6]①只闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关S、S2,调节R1,使电压表的示数仍为U额;此时,R1连入电路的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻;
③接着将R2的滑片P调至最左端,R2连入电路的电阻为零,电压表的示数U1即为电源电压;再将R2的滑片P调至最右端,此时R1、R2串联,电压表示数为U2,根据串联电路分压规律,R2两端的电压为
U滑=U1-U2
根据欧姆定律,电路中的电流为
滑动变阻器R1接入电路的电阻为
根据等效替代法,此时R1连入电路的电阻的大小等于小灯泡正常发光时的电阻RL的大小,则小灯泡的额定功率为
5. 不动 0.16 1 见解析 10 减小误差 2 保持不动 1
【详解】(1)[1]由图甲可知,电压表与电流表并联了,电压表被短路,故电压表指针不动。
[2]电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,电压表应并联接在定值电阻的两端,如图所示:
(2)[3]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.16A。
(3)[4][5]由第一组数据可知,变阻器连入电路的电阻
变阻器的最大阻值是20Ω,此数据不是实际测量得到的。
(4)[6]第2次实验数据得到电阻
第3次实验数据得到电阻
第4次实验数据得到电阻
第5次实验数据得到电阻
电阻的阻值
[7]实验中多次测量,可以求出电阻的平均值,从而减小误差。
(5)①[8]闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡和变阻器滑片左侧电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表V1的示数为
UV1=U-UL=4.5V-2.5V=2V
②[9]闭合开关S、S2,断开开关S1,电阻R0和变阻器滑片右侧电阻串联,滑动变阻器的滑片位置不变,电压表V2测量R0两端的电压,电压表V2的示数为3V。
③[10]闭合开关S、S2,断开开关S1,电阻R0和变阻器滑片右侧电阻串联,由串联分压得到
R滑右=15Ω
滑动变阻器滑片左侧连入电路的电阻
R滑左=R滑大-R滑右=20Ω-15Ω=5Ω
闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡和变阻器滑片左侧电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V1的示数为2V,通过电路的电流
小灯泡的额定功率为
PL=ULI′=2.5V×0.4A=1W
6. 电压表 左 0.625 受温度影响 > 6 左 0.9
【详解】(1)[1]由甲电路图可知,电压表串联在电路中测电源两端的电压,则电压表有示数;因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以电路中无电流,电流表无示数。
[2]造成这种现象的原因是开关与灯泡之间的导线连接错误,应将电压表并联在灯泡两端,如图所示:
(2)[3]由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表示数为1.8V,小于小灯泡的额定电压2.5V;要测量小灯泡的额定功率应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律可知,应减小滑动变阻器两端的电压;由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻值,故滑动变阻器的滑片应向左移动,直到电压表的示数等于小灯泡的额定电压2.5V。
(3)[4]小灯泡的额定电压为2.5V,由图丙可知,此时通过小灯泡的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
[5]进一步分析图丙可知,当小灯泡两端电压增大时,通过的电流也增大,实际电功率增大,温度升高,灯丝的电阻发生变化;而灯丝的材料、长度、横截面积均不变,所以引起电阻变化的主要原因是受温度影响。
(4)[6]在实际测量过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻值减小时,电路中的电流增大,电路中的总电阻减小;由电路的总电阻
R=R滑+R灯
可知,只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量大于小灯泡的阻值增加量才会让总电阻变小。
(5)①[7]开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片右边的电阻与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压
UL=U额=3V
根据串联电路电压的规律可得
U滑=U﹣UL=9V﹣3V=6V
所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V时,小灯泡正常发光。
②[8]保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片右边电阻两端的电压,此时电压表示数为
U右=4V
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测量出定值电阻R两端的电压,需要测量出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即
U′=7V
③[9]在②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R两端的电压
UR=U﹣U′=9V﹣7V=2V
此时电路中的电流
当电压表示数为
U右=4V
时,滑动变阻器滑片右边电阻的阻值
故在①中,小灯泡的额定电流为
则小灯泡的额定功率
P额=ULIL=3V×0.3A=0.9W
7. 电流表 0.5 左 B C
【详解】(1)[1]甲图将电流表与电压表串联,由于电压表内阻很大,使该支路几乎无电流,故电流表几乎无示数。
[2]电流表、灯泡和滑动变阻器应串联接入电路,电压表应该并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)[3]电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表指针位置示数为0.2A,则该灯泡的额定功率
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
[4]若想使小灯泡的电功率变大些,则灯泡两端的电压应增大,电源电压不变,故应让滑动变阻器两端的电压变小,根据串联分压特点可知,滑动变阻器接入电路的阻值应变小,故滑片P应向左移动。
(3)[5]由图丙可知,闭合开关,调节变阻器的滑片,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光。
[6]保持滑片的位置不变,只将电压表的B点接线改接到C点,观察并记录电压表的示数U,即灯泡与R0两端的总电压为U。
[7]从而根据欧姆定律求出电路中的电流
由此可求出小灯泡的额定电功率
8. ②③ 将滑片适当向右移动 0.5 2.5 小于
【详解】(1)[1]闭合开关后,滑片向左移动时电流表示数变小,说明变阻器连入电路的电阻变大,变阻器的B接线柱和开关右端接线柱连接,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连好电路,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,不存在断路现象,故①③错误;电压表无示数,可能小灯泡被短路,可能导线a断路,电压表断路,故②正确;如果滑动变阻器接入电路的阻值太小,电压表有示数,④错误,故选②。
(3)[3]闭合开关,滑片移至某一位置,电压表示数为2V,小灯泡的额定电压是2.5V,应增大灯的电压,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,故滑片向右移动到合适位置,直到电压表示数为额定电压2.5V,读出电流表示数。
[4]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.2A;灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(4)[5]闭合开关S1,将开关S2拨至“1”,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.5V。
[6]开关拨至“2”时,认定灯泡的电压为2.5V,由于滑动变阻器的滑片向左移动了少许,变阻器连入电路中的变大,根据分压原理,导致电压表的读数变小,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压变小,测得通过灯泡的电流变小,所以测得的额定功率变小。
9.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)①闭合开关,Rx与滑动变阻器串联,将滑动变阻器滑片移到最右端A端时,电压表示数为U1,为Rx两端的电压;②将滑动变阻器滑片移到最左端B端时,只有Rx接入,此时电压表示数为U2,即为电源电压;③根据串联电路电压规律有
解得
(2)①闭合S和S1,Rx、R0串联,电压表测量Rx两端的电压,电压表的示数为U1;②再闭合S2,R0被短路,电路中只有Rx,电压表测量Rx两端的电压,也测量电源电压,电压表的示数为U2,电源电压U=U2;③在步骤①中,R0两端的电压
U0=U-Ux=U2-U1Rx两端的电压Ux=U1,因为在串联电路中电流处处相等,结合欧姆定律可得
解得
(3)①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,此时灯泡与定值电阻、滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,因此移动滑片,使电压表的示数为U额,U额是灯泡两端的额定电压;②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点1,此时电压表测灯泡和定值电阻的总电压,读出电压表的示数为U,U是灯泡与R0的总电压;根据P=UI和串联电路电压和电流的特点可得,灯泡的额定功率
10. 不一定 0.625 C 1∶5
【详解】(1)[1]电压表应与灯泡并联,改正后的电路图如答图所示:
(2)[2]正确连接电路后,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小,小灯泡不亮很有可能是因为实际功率太小,所以电路不一定出现了故障。
(3)[3]根据小灯泡的图像可知,小灯泡两端的电压等于时,通过它的电流为,所以小灯泡的额定功率
[4]变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,由图像可知,小灯泡两端的电压最小为,电路中的最小电流,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大电阻
故滑动变阻器的规格应选C。
(4)[5]当电路中的电流最小时,由可知,小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率之比
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