在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,小明同学设计的电路如图甲所示,他选用的小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω左右,电源为6V且不变.
(1)正确连好电路后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到______(填写“A”或“B”)
(2)连好电路后,闭合开关S,小明发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生故障的原因可能是哪几种情况______.(填写序号)
A.小灯泡短路
B.小灯泡的灯丝断了
C.小灯泡的灯座接触不良
D.电压表的正、负接线柱接反
E.滑片放在最小值处
(3)排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡的额定电压下正常发光时,电流表的示数位置如图乙所示,则灯泡的额定功率为______W.
(4)小华在用小明的器材进行实验时,遇到下面的问题,请你为她解决问题:
问题:电压表的15V的量程坏了,不增加其它器材,如何去测量小灯泡的额定功率?在虚线方框中画出电路图,并在方框的右边写出步骤及表达式
简要实验步骤:表达式:P额=______.
(用步骤里的物理量表达)
(5)在实验中相互诊断出现的问题,对学习很有帮助.请你也参与进来,对下面的问题进行诊断.(指出错误,或说明错误的原因)
病症一:测小灯泡电功率实验数据的表格设计有不妥之处.
病症二:连接电路后闭合开关,电压表和电流表的示数出现如图丁所示的非正常情况.
次数 | U/V | I/A | P/W |
1 | 2.00 | 0.16 | 0.32 |
2 | 2.50 | 0.25 | 0.63 |
3 | 3.00 | 0.27 | 0.81 |
小灯泡电功率的平均值P平均=0.59W |
病症一诊断 | 病症二诊断 |
______ | ______ |
解:(1)滑动变阻器接右半段,滑片处于A端,连入电路的电阻最大,电路电流最小,对电路起保护作用.
(2)灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,可能电压表就是材料了电源电压,即滑片放在最小值处
引起的;也可能是电路出现了断路,电压表所在电路没问题.断路位置可能在灯泡处,如:小灯泡的灯丝断了或灯泡的灯座接触不良.故选B、C、E.
(3)由实物图可知,电流表的量程为0.6A,所以电流表的读数为0.28A,额定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W.
(4)电源电压为6V,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,灯泡正常工作时的电压为3.8V,则滑动变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V<3V,所以用电压表0~3V量程时,并联在滑动变阻器两端,当滑动变阻器的电压为2.2V时,灯泡正常工作.
电路图如图.
简要的实验步骤:①调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V,灯泡正常工作;②测出此时电路中的电流I;
根据P=UI即可求出灯泡的额定功率为P=UI=3.8I.
(5)病症一:表格设计中功率的平均值P是错误的.因为根据公式P=UI可知:不同电压下小灯泡的实际电功率是不一样的,所以表格中求小灯泡电功率的平均值P是没有意义的.
病症二:电压表的指针偏向最左端是正负接线柱接反了;电流表的指针偏向最右端是选用的量程过小;
故答案为:(1)A;(2)B、C、E;(3)1.064;(4)3.8I;(5)小灯泡电功率的平均值P;电压表的指针偏向最左端是正负接线柱接反了;电流表的指针偏向最右端是选用的量程过小.
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片处于最大阻值处.
(2)用电压表检查电路故障时,当电路出现一处断路时,
如果断路在电压表并联的两点之间,电压表串联在电路中,测电源电压,电压表示数等于电源电压.
如果断路在电压表并联的两点之外,电压表并联的部分无电流,无电压,电压表示数为0.
(3)从实物图可知电流表的量程,然后根据电流表指针读出电流值,根据P=UI计算额定功率.
(4)根据串联电路电压特点可得,当灯泡正常工作时,滑动变阻器电压小于3V;测滑动变阻器电压,间接得到灯泡的额定电压.灯泡在额定电压下正常发光;根据电流表的量程和分度值,读出电流表的示数;根据P=UI求出小灯泡的额定功率.
(5)一、根据公式P=UI测量小灯泡电功率实验的目的是灯泡在不同电压下的实际功率,设计表格中求电功率的平均值是无意义的.
二、电压表指针偏转到最左端,可判断电流流经电压表的方向反了,由此可判断出其正负接线柱连接反了;
电流表指针偏转到最右端,可判断是选择的量程小,应换用较大的量程.
点评:本题是“测量小灯泡的功率”,涉及到实物的连接、电压表量程的选择、故障的分析及功率的计算等,比较全面的考查了此实验,属于难题.
物理解题技巧分享:晶体熔解:吸热升温到熔点,熔解过程温不变。熔点温度物状态,固态液态或共存。