张皓同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图甲所示

张皓同学做测定小灯泡电功率的实验,设计的电路图如图甲所示,小灯泡所标示的额定电压为2.5V

1)张皓同学按甲图连好电路如图甲所示,闭合开关前,他应将滑片P移到滑动变阻器的最  (选填)端;

2)接着检查电路连接,他发现有一根导线连接错了,请你在甲图中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;

3)改正连接后,他闭合开关,发现灯泡不发光,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,那么电路的故障原因是:  

4)排除故障后进行实验,他根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示,由图象可知小灯泡的额定功率是  W

5)由步骤(5)知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线,他结合实验过程分析得知,形成的原因是:  

6)张皓同学又设计了两种测量定值电阻Rx阻值的实验电路方案,方案中定值电阻的阻值为R0

方案一:闭合开关S,如果电压表V1V2的读数分别为UlU2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=  

方案二:电路中RxR0S接到a读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=I1R0/I2.请判断结果是否正确并简要说明理由:  

答案

【考点】电功率的测量;影响电阻大小的因素;欧姆定律的应用.

【分析】1)闭合开关前,滑到变阻器连入电路中的电阻最大;

2)电压表并联在灯和变阻器的两端了;

3)电流表有示数,说明电路为通路;移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,说明变阻器没有问题;发现灯泡不发光,电压表示数为0,说明可能小灯泡短路了;

4)根据图乙找出额定电压对应的电流,根据P=UI求灯的额定功率;

5)灯的电阻随随温度的变化而变化;

6方案一中定值电阻与待测电阻串联,已知定值电阻电压与阻值,由欧姆定律可以求出电路电流,已知待测电阻两端的电压,由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值;

用等效替代法测待测电阻的电压,但根据设计,当开关Sa拨到b时,电阻R0RX两端的电压不相等,故设计是不合理的温度的变化而变化;

【解答】解:(1)为保护电路,闭合开关前,滑到变阻器连入电路中的电阻最大,即滑片P移到滑动变阻器的最左端;

2)原图中电压表并联在灯和变阻器的两端了,应将电压表并联在灯的两端,如下图所示:

3)他闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路;移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,说明变阻器没有问题;发现灯泡不发光,电压表示数为0,说明可能小灯泡短路了,而导致电压表并联在一根导线两端;

4)在图乙中,灯在额定电压下对应的电流为0.3A,灯的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W

5)因灯的电阻随温度的变化而变化,R=,所以小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线;

6流过电路的电流I=,由欧姆定律得RX的阻值RX=

该方案不正确,因为:在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,因RxR0,当开关Sa拨到b时,电阻R0RX两端的电压不相等,所以实验过程中没有保持RxR0两端的电压相等.

故答案为:(1)左; 

2)如上图所示;

3)小灯短路;

40.75

5)灯丝电阻随温度的变化而变化;

6不正确,没有控制RxRo两端的电压相等.

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