在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻

测量小灯泡电功率的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,有两个规格分别为10Ω  l A50Ω  2A的滑动变阻器,电源电压为6V

1)本实验中应选择规格为______的滑动变阻器;图中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整.

2)某同学闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡的亮度很暗且不变,可能的原因是______

3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示为______A,小灯泡的额定功率为______w,实验中多次测量的目的是:______

4)完成实验后,该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续探究电压相同时,电流与电阻的关系,得到的实验数据如表.

次数

1

2

3

4

电阻/Ω

5

10

15

20

电流/I

0.6

0.3

0.2

0.15

该组同学做完第2次实验后,用15Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片P______(填AB)端移动,使电压表的示数为______ V,完成第三次实验.

答案

【考点】电功率的测量;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用.

【分析】1)根据灯正常工作时的电压求出变阻器的电压,由欧姆定律求出灯正常工作时的电流大小,得出变阻器的最小阻值,确定变阻的规格;根据灯的电压确定电压表量程,将电压表与灯泡并联,根据灯正常工作时的电流确定电流表量程并与灯泡串联;

2)移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡的亮度很暗,说明电路为通路,且电路中的电流很小;亮度不变,说明电路中电流大小不随滑片的移动而改变,变阻器失去了变阻 的作用,所以可能的原因是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了;

3)根据图乙读出电流表的示数,由P=UI计算灯的额定功率值;实验中多次测量的目的是为了得出具有普遍性的结论;

4)先求出定值电阻的电压,根据分压原理确定滑片子动的方向.

【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用03V量程,正常发光时的电阻约为10Ω,电流I==0.25A,所以电流表选用00.6A量程;灯正常发光时,变阻器应分得的电压U=6V2.5V=3.5V,所以变阻器的阻值至少为R==14Ω10Ω,所以应选用50Ω  2A的滑动变阻器;测灯泡功率实验中,电源、电流表、灯泡、滑动变阻器、开关、滑动变阻器串联接入电路,电压表与灯泡并联,电路图的连接如下图所示;

2)经分析,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡的亮度很暗且不变,可能的原因是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了;

3)当灯泡电压达到额定电压时正常发光,电流表使用00.6A量程,分度值为0.02A,由乙图,其正常发光时的电流为0.24A,所以灯泡的额定功率

P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;实验中多次测量的目的是:为了避免偶然性,比较灯泡在不同电压下的结论,得出具有普遍性的实验结论;

故答案为:(1)见上图;(2)小灯泡短路;(3B0.6

4)由表中数据,电压表的示数U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω==3V.根据分压原理,当换上较小的电阻时,电压表示数减小,为保持电压不变,应增大定值电阻的电压,减小变阻器分得的电压,所以变阻器连入电路中的电阻应减小,即滑片向B端滑动,直到电压表示数为3V

故答案为:(150Ω  2A;如上图所示;

2)将变阻器下面两个接线柱接入电路中;

30.24 0.6 比较小灯泡在不同电压下的电功率,得出具有普遍性的结论;

4B 3

【点评】本题涉及测灯的电功率及探究电流与电阻的关系实验,考查了器材的选择、电路连接、故障分析、操作的过程、额定的计算和控制变量法及归纳法的运用,综合性强,有一定难度.

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