3.6电能 测小灯泡功率练习-2024-2025学年浙教版九年级上册科学
2024-12-14
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)九年级上 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第6节 电能 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.47 MB |
| 发布时间 | 2024-12-14 |
| 更新时间 | 2024-12-14 |
| 作者 | Manjusaka-3 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49335136.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024年12月九上3.6电能——测小灯泡功率练习
1.在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。他们所设计的实验电路如图1所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,电流表的量程应选0~ A。
(2)请你用笔画线代替导线,按照电路图将实物电路补充完整。(导线不能交叉) 。
(3)小刚同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示),若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小丽同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
2.某同学在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率关系”的实验中,所用电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)请将图甲的实验电路连接完整。
(2)实验中,观察到小灯泡开始发光时,电压表的示数是0.5V。关于电压测量点的选择有如下三种方案,最佳方案应选用 (选填字母)。
A.1.0V、2.5V、4.0V
B.0.5V、1.0V、1.5V
C.2.0V、2.5V、3.0V
(3)完成电路连接后,闭合开关,电流表和电压表均有示数,但灯泡不亮,接下去首先应进行的最合理操作是 。该同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图像。他想利用有关数据求出小灯泡的电阻,于是分别选取不同电压时的电流,算出了小灯泡不同的电阻并取平均值作为小灯泡的电阻。你认为该同学求小灯泡电阻的做法是否正确?并说明理由 。
3.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡额定电压为2.5V,正常工作时电阻约为12Ω。现有器材:电源(电压为6V保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有两种规格的滑动变阻器可供选择:R1(50Ω 2A)、R2(10Ω 1A)。
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是 (填“R1”或“R2”)。
(2)小朱同学连接了如图所示电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(3)实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的I﹣U关系图像如图所示,由图像可知,小灯泡的额定功率P额= W,同时发现小灯泡的I﹣U图像不是一条直线,原因是 。
4.小宁做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为3V)、小灯泡额定电压为2.5V,电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)用笔代替导线按电路图将实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,电路故障的原因是 。
(3)排除故障后,改变滑片P的位置,测得多组对应的电压、电流值。描绘的小灯泡L两端电压随电流I变化的U﹣I关系图像如图丙所示,当小灯泡正常发光时,小灯泡的额定功率 W。小宁进一步绘制出P﹣U2和P﹣I2图像,则图中正确的是 。
A. B. C. D.
5.在“测小灯泡额定功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为8Ω),电流表,电压表,开关和导线若干,标有“30Ω 2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器R2。
(1)实验电路如图甲所示,请选择合适的量程,并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整。
(2)本实验选择的滑动变阻器是 (填“R1”或“R2”)。
(3)实验结束后,小宁认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源(电压恒为8V)、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材,设计了如图乙所示的电路,并完成了实验。实验过程如下:
①断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑片P,使小灯泡L1正常发光。
②断开开关S2,闭合开关S、S1,保持滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6V。
③小灯泡L1的额定功率为 W。
6.小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验,已知电源电压是3V,小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器,进行几次实验,得到部分U和I的数据如表所示:
电压U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.20
0.30
0.34
电功率P/W
0.09
0.20
0.60
0.952
灯泡发光情况
不亮
发暗光
发较亮光
正常发光
发出强光
(1)在对数据进行分析时发现:小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W。
(3)实验中多次测量的目的是 。
A.探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B.多次测量求平均值,减小误差
7.小科利用图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,应将滑片P由最大阻值处缓慢向 端移动(填“A”或“B”),使小灯泡逐渐变亮。
(2)继续移动滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 W。
(3)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,发现电压表的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在没有电流表的情况下,用如图丙所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额。
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U。
可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示)。
8.悦悦用图甲所示器材测量小灯泡电功率。待测小灯泡L的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动,灯泡变亮);
(2)悦悦正确连接完电路,发现无论怎样移动滑片,灯泡两端电压无法达到额定电压,接下来应该 ;
A.更换阻值更小的滑动变阻器
B.更换两节新干电池
C.重新连接电路
(3)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5V电压下,小灯泡实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率;
9.在“测量小灯泡额定功率”实验中,同学们进行了如下研究。
(1)【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω 1A”)等各一只,导线若干。
(2)【实验方案】按图甲电路进行实验,将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端,闭合开关,移动变阻器滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(3)【实验反思】电压表选用0~15伏量程与电压表选用0~3伏的量程相比,会导致3.8伏读数不够精确,这是因为 。实验改进:现电压表选用0~3伏的量程,并将其并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为2.2伏,即可减小误差。
(4)【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图,电压表选用0~3伏量程。按照规范操作,闭合开关,电压表示数如图丁所示,出现此现象的原因是 (从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。
(5)【分析评价】在老师的指导下,同学们对实验展开分析讨论时得知:导线、电源、电流表等也有电阻,可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
10.小金用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实验时电流表指针位置如图乙所示):
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数N
1.0
1.25
2.0
2.5
3.0
电流表示数/A
0.17
0.20
0.30
▲
0.37
(1)请将实物图连接完整。
(2)该小灯泡的额定功率为 W。
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器某处断路
D.滑动变阻器某处短路
(4)在整理实验数据时,小金发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U1=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0 4P1(选填“<”或“=”或“>”),请简述原因 。
11.小科在复习时发现:电学的几个重要实验的电路图基本相同,如图甲所示。他利用下列器材进行实验:电源电压恒定3伏不变,电流表量程为0~0.6安,滑动变阻器规格为“20欧,1安”。
【实验一】探究“电流与电压关系”,实验中选用R为定值电阻。
(1)请按图甲将图乙的电路连接完整。
(2)本实验中选择了定值电阻为器材,能否改用小灯泡进行实验?并说明理由: 。
【实验二】测量小灯泡的电功率。把图甲中的R替换为额定电压为2.5伏的小灯泡。
(3)实验时,小科发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡均不亮,两电表指针始终处于图丙所示位置,由此判断电路故障是 。
(4)排除故障后,将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中,小组记录了多组电压表和电流表的数据,描绘出如图丁所示图像。则该小灯泡的功率变化范围是 。
12.小科利用两节新干电池、滑动变阻器(1安 20欧)、电压表 (0~3V)、电流表(0~0.6A)、额定电压为2.5V的小灯泡、定值电阻(5欧、10欧、15欧)各一个、开关和导线若干进行电学实验。
(1)为了测量小灯泡的电阻,请用笔代替导线,完成图甲中电路连接。当小科连接好最后一根导线时,小灯泡立即发光。请你指出他在实验操作中的不当之处 。
(2)小科掌握正确操作后,闭合开关,移动滑片,进行了多次实验测得数据如下表。通过数据分析,此小灯泡的额定功率为 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
I/A
0.2
0.21
0.22
0.25
0.26
灯泡亮度
不亮
微光
微亮
亮
很亮
(3)小科认为根据提供的器材还可以探究电流与电阻的关系。于是他将小灯泡换成5欧的定值电阻,闭合开关,滑动滑片,此时,电流表读数如图乙所示。然后分别换上10欧、15欧的定值电阻,滑动滑片至适当位置,重复上述操作。其中的“适当位置”是指 。
13.在测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中,小科连接了如图A所示的电路。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮
亮
较亮
较暗
暗
微光
不亮
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
图B所示
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
(1)小马发现在图A电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的额定功率。请你在要改动的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将图A中的电路连接正确。
(2)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示。分析实验数据可知:
①第2次实验时,电流表的示数如图B所示,则灯的额定功率为 。
②小灯泡通电前的电阻可能是 (选填“0Ω”“1Ω”“2Ω”或“8.3Ω”),请说明理由 。
14.小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池,待测小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动,灯泡变亮)。
(2)小科连接好电路后发现灯泡不亮,观察电表后他认为是小灯泡短路引起的,他的依据是: 。
(3)小科在排除故障后向左移动滑片进行实验,得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻,移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏,即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法,并说明理由。 。
15.在“测定小电灯额定功率”的实验中。小丽用电源电压恒为6V、滑动变阻器(20Ω 1A)、小灯泡(额定电压3.8V)、电流表(量程为0~0.6A,0~3A)、电压表(量程为0~3V,0~15V)、开关及导线若干开展实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整;
(2)小丽连接完电路,闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,则她在操作过程中的不当之处是 ;
(3)小丽正确操作后,测得电流与电压的值并绘制出图乙,则小灯泡的额定功率为 瓦;
(4)据图乙分析,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围为 。
16.科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验,所用电源为3节新干电池串联,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,小金同学根据设计好的电路图如图所示连接好电路。
(1)图中,甲、乙是两只电表,则甲是 表;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小。则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,观察灯泡是否发光
(3)继续实验,观察到电压表的示数为2伏,要使灯泡正常发光,需将滑片向 端移动(填“a”或“b”);
(4)小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率,用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V),获得三组数据(如表):
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值N
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
请判断该处理数据的方法正确与否,并说明理由: 。
17.小黄和小颜一起合作进行了如下电学实验。
(1)小黄根据如图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率为 。
(2)小颜将以上实验的小灯泡更换成了不同阻值的定值电阻,闭合开关并改变滑片位置,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值。据此推测,小颜的这个实验是在研究 的关系。
(3)下面的表格是其他科学小组所测量的数据,据表中数据判断,该小组所连接的实验电路是如图中 。
实验次数
电压U(V)
电流I(A)
1
2.5
0.08
2
2.0
0.10
3
1.5
0.14
4
1.0
0.18
A. B. C. D.
18.小科学习了电功率知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校实验室借了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8V。
(1)小科在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,两电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因可能是 。
(2)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他的操作是 ,读出此时电流表示数,然后计算出灯泡的额定功率。
(3)若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,但小科仍用该电压表测量出该灯泡的额定功率。你认为小科的实验方案是 。
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干,部分实物电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右移时灯泡变亮)。
(2)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;若要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像,若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上,则电路消耗的总功率为 W。
(4)若用第(2)题中所测得数据算出灯泡电阻RL,再根据计算灯泡的额定功率。请分析按此方法算出的小灯泡的额定功率比真实值 (填“偏大”或“偏小”),并说明理由。 。
20.小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,正要闭合开关。小华却发现有1处不合实验规范。请指出来 。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为0,则出现故障的原因可能是 。
(3)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙,小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。
A.10Ω 3A
B.30Ω 1A
C.60Ω 1A
(5)实验中,将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中,小组记录了多组电压表和电流表的数据,描绘出图丙所示的I﹣U图像。其中U0表示电源电压,若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时,灯泡消耗的实际功率大小,请帮助小组同学在图中将表示此时滑动变阻器实际消耗功率的区域涂黑。
2024年12月九上3.6电能——测小灯泡功率练习
参考答案与试题解析
一.实验探究题(共20小题)
1.在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。他们所设计的实验电路如图1所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 断开 状态,电流表的量程应选0~ 0.6 A。
(2)请你用笔画线代替导线,按照电路图将实物电路补充完整。(导线不能交叉) 。
(3)小刚同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示),若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向 左 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小丽同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时开关应断开;根据灯泡额定电压与灯泡电阻,求出灯泡正常发光时的电流,确定电流表的量程;
(2)根据灯泡额定电压确定电压表量程电压表并联在灯泡两端;
连线时注意滑动变阻器的接法,注意电压表与电流表正负接线柱不要接反;
(3)根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系及滑动变阻器的接法判断滑片的移动方向;
(4)由图3找出灯泡额定电压对应的电流,然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)在连接电路时,开关应处于断开状态;
灯泡正常发光时的电流约为I0.25A,则电流表应选0~0.6A量程;
(2)灯泡额定电压是2.5V,则电压表选3V量程,电流表选0.6A量程;
滑动变阻器、灯泡、电流表、开关串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示
(3)由图2知电压表示数是2V,电压表示数小于灯泡额定电压,要测小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,应使滑动变阻器接入电路的阻值减小,由实物电路图知,滑片应向A端移动,知道电压表示数为2.5V为止;
(4)由图3中的I﹣U图象知:灯泡额定电压U=2.5V,对应的电流I=0.2A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)断开;0.6;(2)图见解析;(3)左;(4)0.5。
【点评】本题综合考查测定“小灯泡电功率”的实验,难度中上。
2.某同学在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率关系”的实验中,所用电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)请将图甲的实验电路连接完整。
(2)实验中,观察到小灯泡开始发光时,电压表的示数是0.5V。关于电压测量点的选择有如下三种方案,最佳方案应选用 C (选填字母)。
A.1.0V、2.5V、4.0V
B.0.5V、1.0V、1.5V
C.2.0V、2.5V、3.0V
(3)完成电路连接后,闭合开关,电流表和电压表均有示数,但灯泡不亮,接下去首先应进行的最合理操作是 移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光 。该同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图像。他想利用有关数据求出小灯泡的电阻,于是分别选取不同电压时的电流,算出了小灯泡不同的电阻并取平均值作为小灯泡的电阻。你认为该同学求小灯泡电阻的做法是否正确?并说明理由 不正确,灯丝的电阻会随温度的变化而变化,求平均值没有意义 。
【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中;
(2)灯泡两端电压是0.5V时灯泡开始发光,灯两端的最大电压是2.5V×1.2=3V,要探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”,可以再稍增大灯两端的电压,取小于额定电压、等于额定电压、大于额定电压三个电压,实际功率将小于额电功率、等于额电功率、大于额电功率,进行分析比较,据此选择实验方案;
(3)灯不亮,可能是灯断路或断路或灯的实际功率过小所致。闭合开关后,电流表有示数,电说明电路是通路,由电流表、电压表也有示数,判断原因,确定进行的操作;灯泡两端电压变化,灯丝温度变化,灯丝电阻变化,取灯泡电阻的平均值无意义。
【解答】解:(1)连接电源正极与开关右边接线柱,使电路形成通路,如下图所示:
;
(2)要探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”,需要调节变阻器的滑片改变灯泡两端的电压,取小于额定电压、等于额定电压、稍大于额定电压几个电压值,实际功率将小于额电功率、等于额电功率、大于额定功率;A方案4V会烧坏灯;B方案没有在额定电压下;C方案的电压小于、等于、高于额定电压(为额定电压的1.2倍),综合分析可知,故AB方案不可取,应选用C方案;
(3)闭合开关后,电流表、电压表都有示数,说明电路是通路,灯泡也不可能短路(若灯短路,则电压表无示数),因连接电路时,为保护电路,变阻器连入电路中的电阻最大,故此时电路中的电流较小,导致灯的实际功率过小,故灯不亮;所以,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光的操作;灯丝的电阻随温度变化而变化,灯泡在不同电压下,灯丝温度不同,灯丝的电阻不同,求电阻的平均值是没有物理意义的,所以该同学做法不正确。
故答案为:(1)见解答图;(2)C;(3)移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光;不正确,灯丝的电阻会随温度的变化而变化,求平均值没有意义。
【点评】本题探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验,考查了电路连接、实验操作过程和影响电阻大小因素等知识。
3.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡额定电压为2.5V,正常工作时电阻约为12Ω。现有器材:电源(电压为6V保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有两种规格的滑动变阻器可供选择:R1(50Ω 2A)、R2(10Ω 1A)。
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是 R1 (填“R1”或“R2”)。
(2)小朱同学连接了如图所示电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(3)实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的I﹣U关系图像如图所示,由图像可知,小灯泡的额定功率P额= 0.5 W,同时发现小灯泡的I﹣U图像不是一条直线,原因是 小灯泡的电阻随温度变化而变化 。
【分析】(1)根据串联电路的特点和欧姆定律计算出灯泡正常发光时所需滑动变阻器的阻值,选择合适的变阻器;
(2)为了测量灯泡的额定功率,电压表应与灯泡并联,电流表应串联在电路中;
(3)根据图像利用P=UI求出小灯泡的额定功率;小灯泡的电阻随温度变化而变化。
【解答】解:(1)当灯泡正常发光时的电流大约为:IL0.2A,由串联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流:I滑=IL=0.2A,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻:R滑17.5Ω>10Ω,因此应选择R1;
(2)由题图甲可知,电路中存在一处连接错误是电流表与小灯泡并联,即滑动变阻器与小灯泡之间的连线错误,应改为小灯泡的右端接线柱与电压表负接线柱相连,如图所示:
。
(3)根据小灯泡的I﹣U关系图像知,小灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W。
由于小灯泡的电阻随温度变化而变化,因此小灯泡的I﹣U图像不是一条直线。
故答案为:(1)R1;(2)见解答图;(3)0.5;小灯泡的电阻随温度变化而变化。
【点评】本题测量小灯泡的电功率,考查电路连接、欧姆定律的应用和电功率的计算等知识,涉及的知识点多。
4.小宁做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为3V)、小灯泡额定电压为2.5V,电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)用笔代替导线按电路图将实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,电路故障的原因是 电压表(或灯)短路 。
(3)排除故障后,改变滑片P的位置,测得多组对应的电压、电流值。描绘的小灯泡L两端电压随电流I变化的U﹣I关系图像如图丙所示,当小灯泡正常发光时,小灯泡的额定功率 0.625 W。小宁进一步绘制出P﹣U2和P﹣I2图像,则图中正确的是 BC 。
A.
B.
C.
D.
【分析】(1)根据灯的额定电压为2.5V,确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)电流表有示数,则电路为通路,根据灯泡不发光,电压表示数为0分析电路的故障原因原因;
(3)根据小灯泡的电流随电压变化的图象,找出灯的额定电压下电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)由P=I2R和P结合电阻变化规律分析。
【解答】解:(1)灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)电流表有示数,则电路为通路,发现灯泡不发光,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,那么电路的故障原因是:电压表(或灯)短路;
(3)根据小灯泡的电流随电压变化的图象,灯的额定电压下电流为0.25A,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(3)在测灯泡电功率的实验中,通过灯泡的电流随灯泡两端的电压变大而变大,由P=I2R知,若R不变,则P与I2成正比,由于灯泡电阻随温度的升高而增大,所以P﹣I2的图像会向上弯,故C正确,D错误;
由P=P分析知,若R不变,则P与U2成正比,由于灯泡电阻随温度的升高而增大,所以P﹣U2的图像会向下弯,故A错误,B正确;
故选:BC。
故答案为:(1)见解答;(2)电压表(或灯)短路;(3)BC。
【点评】本题测小灯泡电功率实验,考查了电表的使用、电路连接和功率公式的应用,同时考查了电流与电阻的关系。
5.在“测小灯泡额定功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为8Ω),电流表,电压表,开关和导线若干,标有“30Ω 2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器R2。
(1)实验电路如图甲所示,请选择合适的量程,并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整。
(2)本实验选择的滑动变阻器是 R1 (填“R1”或“R2”)。
(3)实验结束后,小宁认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源(电压恒为8V)、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材,设计了如图乙所示的电路,并完成了实验。实验过程如下:
①断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑片P,使小灯泡L1正常发光。
②断开开关S2,闭合开关S、S1,保持滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6V。
③小灯泡L1的额定功率为 2.4 W。
【分析】(1)小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为8Ω,由欧姆定律求出灯的额定电流,据此确定电流表量程,将电流表串联在电路中;
(2)当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻确定滑动变阻器规格;
(3)①断开开关S1,闭合开关S、S2,滑动变阻器与小灯泡L1串联,电压表测滑动变阻器的电压,根据串联分压原理求出电压表的示数;
②断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器与R0串联,电压表测滑动变阻器的电压;保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6V;根据串联分压原理求出滑动变阻器的电阻;
③在①中,根据欧姆定律求出电路电流;再根据P=UI求出小灯泡L1的额定功率。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为8Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I'0.3125A<0.6A,故电流表选用小量程与灯泡串联在电路中,如下图所示:
;
(2)当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑'6.4Ω>5Ω,故为了能够顺利完成实验探究,应选用“30Ω 2A”的滑动变阻器,即选R1;
(3)①断开开关S1,闭合开关S、S2,滑动变阻器与小灯泡L1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律,移动滑动变阻器R的滑片P,使电压表的示数为:U=U电源﹣UL=8V﹣6V=2V,小灯泡L1正常发光;
②断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器与R0串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6V;根据串联分压原理得,
,
则滑动变阻器的电阻为:
R滑5Ω,
③在步骤①中,电路电流为:
I0.4A;
小灯泡L1的额定功率为:
P额=ULI=6V×0.4A=2.4W。
故答案为:(1)见解答图;(2)R1;(3)2.4。
【点评】本题测小灯泡额定功率实验,考查了电路连接、器材的选择及设计实验方案测功率的能力。
6.小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验,已知电源电压是3V,小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器,进行几次实验,得到部分U和I的数据如表所示:
电压U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.20
0.30
0.34
电功率P/W
0.09
0.20
0.60
0.952
灯泡发光情况
不亮
发暗光
发较亮光
正常发光
发出强光
(1)在对数据进行分析时发现:小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 0.8 W。
(3)实验中多次测量的目的是 A 。
A.探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B.多次测量求平均值,减小误差
【分析】(1)灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出灯泡的额定功率;
(3)本实验进行多次测量的目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
【解答】解:(1)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(2)灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.32A,则小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(3)本实验进行多次测量的目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系,即本实验的目的是寻找规律;
A、实验中多次测量找出小灯泡的亮度与灯泡的实际功率之间的关系,故A符合题意;
B、不同电压下小灯泡的实际功率不同,不能取平均值减小误差,故B不符合题意;
故选:A。
故答案为:(1)增大;(2)0.8;(3)A。
【点评】本题测量小灯泡电功率实验,考查了影响电阻大小因素、功率的计算和多次实验的目的等知识。
7.小科利用图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,应将滑片P由最大阻值处缓慢向 B 端移动(填“A”或“B”),使小灯泡逐渐变亮。
(2)继续移动滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 1 W。
(3)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,发现电压表的示数 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在没有电流表的情况下,用如图丙所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额。
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U。
可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示)。
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,排除故障后,要使灯变亮,可以减小滑动变阻器接入电路中的电阻;
(2)已知电流表用的是0~0.6A的量程,根据指针的偏转读出电流,根据P=U可求得小灯泡的额定功率;
(3)电路为灯泡和滑动变阻器组成的串联电路,正常工作时,电压表测量灯泡两端的电压,其数值小于电源电压,当小灯泡发生断路时,电压表测量电源电压;
(4)①只闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,利用串联电压的规律得到定值电阻两端电压,利用欧姆定律得到电路电流;利用P=UI得到小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,则排除故障后,再次闭合开关,应将滑片由最大电阻处缓慢向B,使灯逐渐变亮;
(2)已知电流表用的是0~0.6A的量程,由指针位置可知,通过灯L的电流为0.4A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.4A=1W;
(3)电路为灯泡与滑动变阻器串联,正常工作时电压表测量灯泡两端电压,灯泡两端电压小于电源电压;在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,小灯泡处发生断路,电压表测量电源电压,故电压表示数变大;
(4)①只闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,此时电压表的示数为U,则定值电阻两端电压为U﹣U额,电路电流为I额;
故可知小灯泡的额定功率P额=U额I额。
故答案为:(1)B;(2)1;(3)变大;(4)。
【点评】本题考查了电路故障分析、电表读数、求灯泡额定功率等问题,综合性较强,这些知识点都是中考实验常考的内容,也是需要我们注意的知识。
8.悦悦用图甲所示器材测量小灯泡电功率。待测小灯泡L的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动,灯泡变亮);
(2)悦悦正确连接完电路,发现无论怎样移动滑片,灯泡两端电压无法达到额定电压,接下来应该 B ;
A.更换阻值更小的滑动变阻器
B.更换两节新干电池
C.重新连接电路
(3)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 0.7 W;小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5V电压下,小灯泡实际功率 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率;
【分析】(1)根据滑动变阻器的使用方法来连接实物图。
(2)根据欧姆定律进行分析。
(3)根据P=UI计算灯泡的额定功率,钨丝升华后灯丝变细,灯泡的电阻变大,根据分析实际功率的变化。
【解答】解:(1)滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路,向右滑灯泡变亮,滑动变阻器接入电路的电阻变小,应该将D接线柱接入电路,如图所示:
。
(2)悦悦正确连接完电路,发现无论怎样移动滑片,灯泡两端电压无法达到额定电压,说明电路中的电压过低,可以增大电源电压或者增大滑动变阻器的规格,故选:B。
(3)此时电流表的量程为0~0.6A,分度值是0.2A,此时的电流表的示数为0.28A;小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
根据可知:灯泡的电压不变,灯丝的电阻变大,灯泡的实际功率变小。
故答案为:(1);(2)B;(3)0.7;小于。
【点评】本题考查的是测量小灯泡的功率;会根据P=UI计算灯泡的额定功率;知道电阻大小的影响因素。
9.在“测量小灯泡额定功率”实验中,同学们进行了如下研究。
(1)【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω 1A”)等各一只,导线若干。
(2)【实验方案】按图甲电路进行实验,将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端,闭合开关,移动变阻器滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 1.064 W。
(3)【实验反思】电压表选用0~15伏量程与电压表选用0~3伏的量程相比,会导致3.8伏读数不够精确,这是因为 电压表0~15V量程的分度值太大 。实验改进:现电压表选用0~3伏的量程,并将其并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为2.2伏,即可减小误差。
(4)【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图,电压表选用0~3伏量程。按照规范操作,闭合开关,电压表示数如图丁所示,出现此现象的原因是 滑动变阻器接入电路的阻值太大 (从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。
(5)【分析评价】在老师的指导下,同学们对实验展开分析讨论时得知:导线、电源、电流表等也有电阻,可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【分析】(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)根据电压表选用量程结合串联电路电压规律分析回答;
(4)根据串联分压原理分析;
(5)根据串联分压原理结合P=UI分析回答。
【解答】解:(2)闭合开关,移动变阻器滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为:
PL=ULIL=3.8V×0.28A=1.064W;
(3)电压表选用0~15V量程,分度值为0.5V,会导致3.8V读数不够精确;若将电压表并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为2.2V,根据串联电路电压规律,灯泡两端电压为6V﹣2.2V=3.8V,此时灯泡正常发光;因电压表选用0~3V的量程,其分度值为0.1V,2.2V可以准确读出;
(4)闭合开关,电压表示数如图丁所示,即电压表示数超过量程,根据串联分压原理可知,出现此现象的原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大;
(5)在这种情况下,改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比偏小;
因为导线、电源、电流表等存在电阻,这些电阻会分担一部分电压,导致加在小灯泡两端的实际电压小于灯泡额定电压,同时实际电流小于额定电流;根据电功率的公式P=UI可知,计算得出的电功率也会偏小。
故答案为:(2)1.064;(3)电压表0~15V量程的分度值太大;(4)滑动变阻器接入电路的阻值太大;(5)偏小。
【点评】本题测量小灯泡额定功率实验,考查了功率的计算、故障分析、实验方案的评估和误差分析等知识。
10.小金用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实验时电流表指针位置如图乙所示):
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数N
1.0
1.25
2.0
2.5
3.0
电流表示数/A
0.17
0.20
0.30
▲
0.37
(1)请将实物图连接完整。
(2)该小灯泡的额定功率为 0.85 W。
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 A 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器某处断路
D.滑动变阻器某处短路
(4)在整理实验数据时,小金发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U1=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0 < 4P1(选填“<”或“=”或“>”),请简述原因 灯丝电阻随温度的降低而减小 。
【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路;
(4)根据P结合灯丝电阻随温度的升高而增大分析回答。
【解答】解:(1)小灯泡上标有“2.5V”字样,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)第4次实验时电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.34A,由表中数据可知,此时灯泡两端电压为2.5V,则小灯泡额定功率为:
PL=ULUL=2.5V×0.34A=0.85W;
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即故障可能是灯泡短路,故选:A;
(4)若小灯泡的电阻不变,且小灯泡额定电压等于实际电压的2倍时,根据P可知,小灯泡的额定功率P0等于实际功率P1的4倍;
当小灯泡的实际电压等于额定电压的0.5倍时,小灯泡的电阻随温度降低而减小,由P可知,小灯泡的额定功率P0小于实际功率P1的4倍。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.85:(3)A:(4)<;灯丝电阻随温度的降低而减小。
【点评】本题测小灯泡额定功率实验,考查了电路连接、功率的计算、电路故障和影响电阻大小因素等知识。
11.小科在复习时发现:电学的几个重要实验的电路图基本相同,如图甲所示。他利用下列器材进行实验:电源电压恒定3伏不变,电流表量程为0~0.6安,滑动变阻器规格为“20欧,1安”。
【实验一】探究“电流与电压关系”,实验中选用R为定值电阻。
(1)请按图甲将图乙的电路连接完整。
(2)本实验中选择了定值电阻为器材,能否改用小灯泡进行实验?并说明理由: 不能,灯丝的电阻随温度的变化而变化 。
【实验二】测量小灯泡的电功率。把图甲中的R替换为额定电压为2.5伏的小灯泡。
(3)实验时,小科发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡均不亮,两电表指针始终处于图丙所示位置,由此判断电路故障是 小灯泡断路 。
(4)排除故障后,将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中,小组记录了多组电压表和电流表的数据,描绘出如图丁所示图像。则该小灯泡的功率变化范围是 0.25~1.25W 。
【分析】(1)根据图甲滑动变阻器阻值变化确定图乙滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)在探究“电流与电压关系”实验中,应控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(3)小灯泡不发光,电流表没有示数,说明电路可能断路,而电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(4)根据图丁确定灯泡两端电压和通过的电流,利用P=UI求出小灯泡的功率变化范围。
【解答】解:(1)由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中,如下图所示:
;
(2)在探究“电流与电压关系”实验中,应控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一定值,因此本实验中不能改用小灯泡进行实验;
(3)小灯泡不发光,电流表没有示数,说明电路可能断路,而电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障是小灯泡断路;
(4)排除故障后,将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中,由图丁可知,当灯泡两端电压为1.0V时,通过灯泡的电流为0.25A,此时灯泡的实际功率为:
P1=U1I1=1.0V×0.25A=0.25W;
当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.5A,此时灯泡的实际功率为:
P2=U2I2=2.5V×0.5A=1.25W;
则该小灯泡的功率变化范围是0.25~1.25W。
故答案为:(1)见解答图;(2)不能,灯丝的电阻随温度的变化而变化;(3)小灯泡断路;(4)0.25~1.25W。
【点评】本题考查了电路连接、故障分析、影响电阻大小因素和功率的计算等知识。
12.小科利用两节新干电池、滑动变阻器(1安 20欧)、电压表 (0~3V)、电流表(0~0.6A)、额定电压为2.5V的小灯泡、定值电阻(5欧、10欧、15欧)各一个、开关和导线若干进行电学实验。
(1)为了测量小灯泡的电阻,请用笔代替导线,完成图甲中电路连接。当小科连接好最后一根导线时,小灯泡立即发光。请你指出他在实验操作中的不当之处 连接电路时开关未断开 。
(2)小科掌握正确操作后,闭合开关,移动滑片,进行了多次实验测得数据如下表。通过数据分析,此小灯泡的额定功率为 0.625W 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
I/A
0.2
0.21
0.22
0.25
0.26
灯泡亮度
不亮
微光
微亮
亮
很亮
(3)小科认为根据提供的器材还可以探究电流与电阻的关系。于是他将小灯泡换成5欧的定值电阻,闭合开关,滑动滑片,此时,电流表读数如图乙所示。然后分别换上10欧、15欧的定值电阻,滑动滑片至适当位置,重复上述操作。其中的“适当位置”是指 电压表示数为2V 。
【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;为了保护电路,在连接电路时,开关应该断开;
(2)根据表中数据利用P=UI求出灯泡额定功率;
(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,根据电流表选用量程确定分度值读数,利用U=IR求出控制的电压,据此回答。
【解答】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
当小科连接好最后一根导线时,小灯泡立即发光,说明连接电路时开关未断开;
(2)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
(3)将小灯泡换成5Ω的定值电阻,闭合开关,滑动滑片,此时,电流表读数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为:UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V;
研究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,故上述操作中判断滑片已处于适当位置的依据是电压表示数为2V。
故答案为:(1)见解答图;连接电路时开关未断开;(2)0.625W;(3)电压表示数为2V。
【点评】本题测量小灯泡的电功率和探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了电路连接、注意事项、功率的计算、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
13.在测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中,小科连接了如图A所示的电路。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮
亮
较亮
较暗
暗
微光
不亮
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
图B所示
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
(1)小马发现在图A电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的额定功率。请你在要改动的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将图A中的电路连接正确。
(2)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示。分析实验数据可知:
①第2次实验时,电流表的示数如图B所示,则灯的额定功率为 0.75W 。
②小灯泡通电前的电阻可能是 1Ω (选填“0Ω”“1Ω”“2Ω”或“8.3Ω”),请说明理由 灯丝电阻随温度的降低而减小 。
【分析】(1)根据电路连接和电表的使用分析回答;
(2)①根据图A确定电流表选用的量程,由图B确定分度值读数,利用P=UI求出灯泡额定功率;
②根据表中第8次实验数据求出灯泡电阻;灯丝电阻随温度的降低而减小。
【解答】解:(1)原电路图中,灯泡与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,在测小灯泡的额定功率的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)①由图A可知,电流表选用小量程;第2次实验时,灯泡两端电压为2.5V,此时灯泡正常发光;电流表的示数如图B所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
②由表中第8次实验数据可知,此时灯丝的电阻为:
R2Ω,
因灯丝电阻随温度的降低而减小,所以小灯泡通电前的电阻应小于2Ω,但不为0,故小灯泡通电前的电阻可能是1Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)①0.75W;②1Ω;灯丝电阻随温度的降低而减小。
【点评】本题测小灯泡的额定功率的实验,考查了电路连接、功率的计算和影响电阻大小因素等知识。
14.小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池,待测小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动,灯泡变亮)。
(2)小科连接好电路后发现灯泡不亮,观察电表后他认为是小灯泡短路引起的,他的依据是: 电流表有示数,电压表无示数 。
(3)小科在排除故障后向左移动滑片进行实验,得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻,移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏,即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法,并说明理由。 不赞同,由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20Ω,换成电阻50Ω时需要滑动变阻器阻值为25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω 。
【分析】(1)根据滑片向右移动时,灯泡变亮,表明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)若小灯泡短路,相当于一根导线,电压表示数为0,电流表有示数;
(3)根据图乙利用串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器最大阻值;探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入50Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,据此分析。
【解答】解:(1)滑片向右移动时,灯泡变亮,表明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)若小灯泡短路,相当于一根导线,此时电路是通路,电流表有示数,电压表被短路,无示数;
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为0.6V,通过灯泡的电流为0.12A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大;根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=3V﹣0.6A=2.4V,根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R滑20Ω;
实验中使用的定值电阻阻值最大为50Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω,因此不赞同他的做法。
故答案为:(1)见解析;(2)电流表有示数,电压表无示数;(3)不赞同,由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20Ω,换成电阻50Ω时需要滑动变阻器阻值为25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
【点评】本题测量小灯泡电功率实验,考查了电路连接、故障分析以及设计实验方案的能力。
15.在“测定小电灯额定功率”的实验中。小丽用电源电压恒为6V、滑动变阻器(20Ω 1A)、小灯泡(额定电压3.8V)、电流表(量程为0~0.6A,0~3A)、电压表(量程为0~3V,0~15V)、开关及导线若干开展实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整;
(2)小丽连接完电路,闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,则她在操作过程中的不当之处是 闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处 ;
(3)小丽正确操作后,测得电流与电压的值并绘制出图乙,则小灯泡的额定功率为 1.14 瓦;
(4)据图乙分析,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围为 4.7﹣20Ω 。
【分析】(1)根据滑动变阻器一上一下的原则连接;
(2)开关闭合后,灯闪亮一下后立即熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小造成的,原因可能是闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;
(3)由图乙读出额定电压下的电流,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)根据串联电路电压的规律和欧姆定律进行解答。
【解答】解:(1)根据滑动变阻器一上一下的连接原则,如图所示:
(2)开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处是:闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;
(3)小灯泡额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)当电压表示数为2V时,滑动变阻器两端电压为6V﹣2V=4V,所以接入电阻为:20Ω;
当电压表示数为4.5V时,滑动变阻器两端电压为6V﹣4.5V=1.5V,所以接入电阻为:4.7Ω;
在五次实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7﹣20Ω。
故答案为:(1)见解答;(2)闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;(3)1.14;(4)4.7﹣20Ω。
【点评】本题是“测定小电灯额定功率”的实验,考查电路连接、故障分析、串联分压原理的应用和分析图象的能力等。
16.科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验,所用电源为3节新干电池串联,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,小金同学根据设计好的电路图如图所示连接好电路。
(1)图中,甲、乙是两只电表,则甲是 电流 表;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小。则接下来应进行的操作是 C ;
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,观察灯泡是否发光
(3)继续实验,观察到电压表的示数为2伏,要使灯泡正常发光,需将滑片向 b 端移动(填“a”或“b”);
(4)小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率,用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V),获得三组数据(如表):
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值N
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
请判断该处理数据的方法正确与否,并说明理由: 正确;求平均值可以减小误差 。
【分析】(1)根据电表的使用分析回答;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不亮,说明小灯泡实际功率太小,据此分析;
(3)根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(4)由于在进行读数时,具有误差,所以虽然用同一套器材做了三次实验,结果也会有差别,此时可以用求平均值的方法来减小误差。
【解答】解:(1)由图可知,乙表与灯泡并联是电压表,甲表串联在电路中是电流表;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不亮,说明小灯泡实际功率太小,因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,故选:C;
(3)继续实验,观察到电压表的示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器滑片向b端移动;
(4)测量灯泡的额定功率时,灯泡两端电压为额定电压,但由于电压表量程太大,导致读数出现误差,从而造成电功率数值不同,可以通过多次测量求平均值的办法减小误差,所以取平均值的做法是正确的。
故答案为:(1)电流;(2)C;(3)b;(4)正确;求平均值可以减小误差。
【点评】本题测量小灯泡电功率的实验,考查了电表的使用、电路故障、实验操作以及减小误差的方法等。
17.小黄和小颜一起合作进行了如下电学实验。
(1)小黄根据如图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率为 0.4W 。
(2)小颜将以上实验的小灯泡更换成了不同阻值的定值电阻,闭合开关并改变滑片位置,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值。据此推测,小颜的这个实验是在研究 电流与电阻 的关系。
(3)下面的表格是其他科学小组所测量的数据,据表中数据判断,该小组所连接的实验电路是如图中 C 。
实验次数
电压U(V)
电流I(A)
1
2.5
0.08
2
2.0
0.10
3
1.5
0.14
4
1.0
0.18
A.
B.
C.
D.
【分析】(1)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出灯泡的电功率;
(2)由题知,电路属于串联电路,当更换成了不同阻值的定值电阻,闭合开关并改变滑片位置,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值,根据控制变量法的思想进行分析;
(3)先根据表格中的数据总结出电流I与电压U的关系,再结合各选项的电路图进行分析。
【解答】解:(1)小黄根据如图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,则小灯泡的电功率为:
P=UI=2V×0.2A=0.4W;
(2)小颜将以上实验的小灯泡更换成了不同阻值的定值电阻,闭合开关并改变滑片位置,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值,根据控制变量法的思想,小颜的这个实验是在研究电流与电阻的关系;
(3)由表中数据知,电压与电流的比一直在变化,且电压表越大,电路中的电流越小,说明定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电流表测量的是电路中的电流,故C正确。
故答案为:(1)0.4W;(2)电流与电阻;(3)C。
【点评】本题考查了电流表的读数、功率的计算、控制变量法和实验数据处理等知识,题目难度适中。
18.小科学习了电功率知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校实验室借了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8V。
(1)小科在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,两电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因可能是 滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 。
(2)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他的操作是 将滑动变阻器的滑片向右移动,同时眼睛注意观察电压表的示数,使电压表的示数为6V时停止移动滑片 ,读出此时电流表示数,然后计算出灯泡的额定功率。
(3)若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,但小科仍用该电压表测量出该灯泡的额定功率。你认为小科的实验方案是 将该电压表0﹣3V量程的接线柱并联到滑动变阻器的两端进行实验 。
【分析】(1)小科在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,说明电路是通路,且电路中电流较小,总电阻较大;无论怎样移动滑片,两电表的示数几乎不变,说明滑动变阻器没有变阻的作用,据此分析;
(2)根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(3)根据串联电路电压规律,当灯泡正常工作时,求出滑动变阻器两端电压,若滑动变阻器两端电压小于3V,将电压表并联在滑动变阻器两端,间接得到灯泡的额定功电压。
【解答】解:(1)小科在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,说明电路是通路,且电路中电流较小,总电阻较大;无论怎样移动滑片,两电表的示数几乎不变,说明滑动变阻器没有变阻的作用,即出现此现象的原因可能是滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱;
(2)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,电压表选用大量程,分度值0.5V,其示数为4V,小于灯泡额定电压6V,为了使灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故接下来他的操作是将滑动变阻器的滑片向右移动,同时眼睛注意观察电压表的示数,使电压表的示数为6V时停止移动滑片;
(3)电源电压为8V,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,灯泡额定电压为6V,要让灯泡正常工作,滑动变阻器的电压为8V﹣6V=2V<3V,可以将电压表0~3V量程并联在滑动变阻器两端,当滑动变阻器的电压为2V时,灯泡正常工作。
故答案为:(1)滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱;(2)将滑动变阻器的滑片向右移动,同时眼睛注意观察电压表的示数,使电压表的示数为6V时停止移动滑片;(3)将该电压表0﹣3V量程的接线柱并联到滑动变阻器的两端进行实验。
【点评】本题测小灯泡的额定功率实验,考查了故障分析、实验操作及设计实验方案的能力。
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干,部分实物电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右移时灯泡变亮)。
(2)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;若要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片P应向 B (选填“A”或“B”)端移动。
(3)图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像,若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上,则电路消耗的总功率为 0.6 W。
(4)若用第(2)题中所测得数据算出灯泡电阻RL,再根据计算灯泡的额定功率。请分析按此方法算出的小灯泡的额定功率比真实值 偏大 (填“偏大”或“偏小”),并说明理由。 灯两端电压小于额定电压时,电阻偏小,由P得功率偏大 。
【分析】(1)滑片P向右移动时小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压的大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(3)根据串联电路的分压规律求出每个灯泡两端的电压;根据图像得出此时的电流,根据P=UI求出总功率的大小;
(4)根据图丙同时结合欧姆定律I比较两个电压下灯泡电阻的关系,再根据P得出按此方案算出灯泡的额定功率与真实值的关系。
【解答】解:
(1)滑片P向右移动时小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
;
(2)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,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V;若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故滑动变阻器的滑片P应向B端移动;
(3)若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电路中,根据串联电路的分压规律可知,每个灯泡两端的电压为1.5V,根据图丙可知,此时的电路中的电流为0.2A,则电路消耗的总功率为:
P'=UI'=3V×0.2A=0.6W;
(4)由图丙可知,因为灯泡两端的电压为2V时,其通过灯泡的电流小于当泡两端的电压为额定电压2.5V时的电流,
由I的变形式R可得,灯泡两端的电压为2V时对应的电阻小于电压为2.5V时对应的电阻,
因此若用第(2)小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL,即此时灯泡的电阻小于灯泡正常发光时的电阻,再根据P计算灯泡的额定功率,按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。
故答案为:(1)见解答图;(2)B;(3)0.6;(4)偏大;灯两端电压小于额定电压时,电阻偏小,由P得功率偏大。
【点评】本题是考查“测量小灯泡的电功率”的典型实验,涉及了实物图的连接、电压表的读数、滑动变阻器的使用、串联电路的分压特点及电功率的计算等,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。
20.小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,正要闭合开关。小华却发现有1处不合实验规范。请指出来 闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处 。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为0,则出现故障的原因可能是 小灯泡短路 。
(3)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙,小灯泡的额定功率为 0.625 W。
(4)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 C 。
A.10Ω 3A
B.30Ω 1A
C.60Ω 1A
(5)实验中,将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中,小组记录了多组电压表和电流表的数据,描绘出图丙所示的I﹣U图像。其中U0表示电源电压,若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时,灯泡消耗的实际功率大小,请帮助小组同学在图中将表示此时滑动变阻器实际消耗功率的区域涂黑。
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处;
(2)电流表有示数,说明电路是通路,电压表的示数为零,说明电压表并联部分短路;
(3)根据I﹣U图像知小灯泡在额定电压下的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)根据I﹣U图像知灯的电压为0.5V时电流大小,由串联电路的规律及欧姆定律得出此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻,确定变阻器的规格;
(5)根据串联电路电压的规律和P=UI计算出此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域。
【解答】解:(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开,闭合开关前,滑片P应处于连入阻值最大处;所以图中不符合实验规范处有:①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表的示数为零,说明电压表并联部分短路,即小灯泡短路;
(3)由I﹣U图象可得,小灯泡在额定电压下的电流为0.25A,
则小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)根据I﹣U图像知,小灯泡的电压为0.5V时,电流为0.1A,由串联电路的规律及欧姆定律,此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为:
R滑55Ω,故变阻器的规格可能为60Ω A,
故选;
(5)若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时,灯泡消耗的实际功率大小,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为:U′=U0﹣2V,
根据串联电路电流特点,通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同,由P=UI可知,滑动变阻器的电功率为:P′=U′I=(U0﹣2V)I,此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示:
故答案为:(1)闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处;(2)小灯泡短路;(3)0.625;(4)C;(5)见解答图。
【点评】本题考查测量小灯泡的电功率,考查电路的连接、注意事项、额定功率的计算及设计实验方案的能力,有一定难度。
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