在“测定小灯泡额定功率”实验中,小华同学用如图所示的实验器材进行了实验,其中电源电压保持6V不变,小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡的灯丝电阻大约10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.
(1)请用铅笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整(连线不得交叉).
(2)实验中,小华连完最后一根导线,立即看到灯泡发出明亮的光并很快熄灭,分析原因可能是:①________;②________.
(3)小华排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,发现电压表的示数为3V,为了能测量小灯泡的额定功率,他将滑片P向________(左/右)端滑动,直到电压表的示数为3.8V时,观察电流表的指针位置如图乙所示,此时电流表的示数为________A,小灯泡的额定功率为________W.
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电流I/A | 0.5 | 0.44 | 0.4 | 0.36 | 0.3 |
| 电压U/V | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 |
| 电功率P/W | 0.25 | 0.35 | 0.40 | 0.43 | 0.45 |
(5)就“变阻器功率”的探究,你认为小华收集的数据________(充分/不充分),理由是________.
试题答案
解:(1)灯泡的额定电流:I==0.38A,因此电流表选择0~0.6A的量程;用线把电流表0.6A的接线柱、灯泡以及滑动变阻器上面任一接线柱连起来即可.如图所示
(2)连好电路,没闭合开关灯泡就发光,说明连接电路前开关没有断开,这是错误操作.灯泡发出耀眼的光,说明接线时滑动变阻器的阻值没有调到最大,这也是不允许的.
(3)电压表测灯泡电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为3.8V,使电压表的示数由3V增大到3.8V,要使灯泡电压增大,需要电流增大,总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑片向左端移动.
电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.4A,则灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
(4)从表中功率数据可以看出,当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,它消耗的功率也随之增大.
(5))不充分,测量的数据较少,应该继续增大变阻器的电阻以采集更多的数据.
故答案为:(1)
(2)①连接电路前开关没有断开;②接线时滑动变阻器的阻值没有调到最大.
(3)左 0.4 1.52
(4)它消耗的功率也随之增大
(5)不充分 应该继续增大变阻器的电阻以采集更多的数据
试题解析
(1)根据灯泡的额定电压和灯泡的电阻计算出灯泡额定电流,然后确定电流表的量程;滑动变阻器按照“一上一下”的接线原则,将电流表、灯泡滑动变阻器串联在电路中.
(2)连接好最后一根导线还没闭合开关灯泡就发光,说明开关在连接电路之前是闭合的,灯泡立即发出明亮耀眼的光说明电路电流很大,故滑动变阻器的阻值没有调到最大阻值处.
(3)灯泡两端电压由3V增大到3.8V,灯泡电流要增大,需要减小电路电阻,减小滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑片向左端移动.
电流表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数.
知道电压和电流,根据P=UI计算功率.
(4)通过表中数据可以看出,当滑动变阻器阻值增大时,其功率也随之增大.
(5)从上表可以看出,电压的变化范围很小,说明电阻的变化范围很小,不具有普遍性.
点评:本题涉及电压表的读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算,要认真审题,注意隐含条件,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中.
物理学习经验分享:翻译和留痕就是在审题时首先用符号来表示物理量,并标在物理量上,建立物理情景就是运用示意图变抽象为具体。