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物理必考在“测定小灯泡额定功率 的实验中.被测小灯泡的额定电压为3.

2024-01-13 15:14:40信息公告428

在“测定小灯泡额定功率”的实验中,被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω,实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0--0.6A  0--3A)、电压表(0--3V 0--15V)、滑动变阻器R(30Ω 0.5A)、开关各一只、导线若干.设计的电路如图所示:UH0物理好资源网(原物理ok网)

(1)请根据电路图完成实物图的连接;UH0物理好资源网(原物理ok网)

(2)实验电路接好后,合上开关时,发现电路出现故障.主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:

故障现象检测故障原因
灯泡不亮、电压表所示较大、电流表无示数取下灯泡,两表的所示情况不变
灯泡较暗、两表所示均较小移动滑动变阻器滑片,现象不变
(3)下表为某小组的实验记录,请完成分析表:
实验次序电压表所示U/V电流表所示I/A功率P/W额定功率P/W
13.00.36
23.80.401.52
34.50.421.89
该组有一位同学曾把小灯泡正常发光时电流表示数误记为2A,你认为发生错误的原因应该是________.

试题答案

解:(1)灯泡的额定电压为3.8V,电压表选择0~15V量程,与灯泡并联,UH0物理好资源网(原物理ok网)

灯泡的电流大约为:I===0.38A<0.6A,所以电流表选择0~0.6A量程,UH0物理好资源网(原物理ok网)

电流从电压表和电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,UH0物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器已经选定了下面一个接线柱,任意选择上面一个接线柱,把滑动变阻器串联在电路中.UH0物理好资源网(原物理ok网)

从电源正极开始,依次串联开关、滑动变阻器、电流表、灯泡到电源负极,补全电流路径,电压表与灯泡并联.如图.UH0物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡不亮,电流表无示数,电流断路,电压表有较大示数,取下灯泡,两表示数不变,可以断定灯泡断路.UH0物理好资源网(原物理ok网)

灯泡较暗,两表示数较小电路电阻较大,移动滑片,现象都不改变,所以滑动变阻器都接下面两个接线柱.UH0物理好资源网(原物理ok网)

(3)P=UI=3.0V×0.26A=0.78W.UH0物理好资源网(原物理ok网)

从表格中找到灯泡3.8V下的功率为灯泡的额定功率为1.52W,UH0物理好资源网(原物理ok网)

指针位置相同时,0~3A量程读数是0~0.6A量程读数的5倍,2A是0.4A(正常工作时的电流)的5倍,所以把灯泡正常发光时电流读成2A是把0~0.6A量程读成0~3A量程.UH0物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)如图;(2)如下表;(3)把0~0.6A量程读成0~3A量程.

故障现象检测故障原因
灯泡不亮、电压表所示较大、电流表无示数取下灯泡,两表的所示情况不变灯座断路
灯泡较暗、两表所示均较小移动滑动变阻器滑片,现象不变滑动变阻器都接下面两个接线柱
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试题解析

(1)由电路图连接实物图:从电源正极出发,按照电流方向串联各元件,补全电流路径.最后把电压表并联在灯泡两端.UH0物理好资源网(原物理ok网)

由额定电压和电阻计算电流,确定电流表量程,电压表的量程由灯泡的额定电压确定,注意滑动变阻器接线柱的选择.UH0物理好资源网(原物理ok网)

注意电压表和电流表的正负接线柱.UH0物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡不亮,电流表无示数,电路断路,电压表示数较大,电压表与电源接通,取下灯泡,电压表和电流表的示数不变,可断定灯泡断路.UH0物理好资源网(原物理ok网)

灯泡较暗,电路电流较小,电路电阻较大,移动滑片,灯泡亮度、电压表和电流表的示数都不变,滑动变阻器不能改变电路电阻,并且电路电阻很大,可以判断故障原因.UH0物理好资源网(原物理ok网)

(3)电压表与灯泡并联测灯泡电压.电流表与灯泡串联测灯泡电流,根据P=UI计算灯泡在3.0V时的功率.UH0物理好资源网(原物理ok网)

由表格找出灯泡3.8V时的功率即额定功率.UH0物理好资源网(原物理ok网)

2A是0.4A的5倍,可以判断把0~0.6A量程读成0~3A量程.UH0物理好资源网(原物理ok网)

点评:(1)补全实物连接图时,主要考虑电压表、电流表、滑动变阻器:UH0物理好资源网(原物理ok网)

电压表量程根据灯泡的额定电压或电源电压确定,电压表并联在灯泡的两端.UH0物理好资源网(原物理ok网)

知道灯泡的额定电压和电阻求出电流,或根据额定电压和额定功率计算电流,来判断电流表的量程,电流表串联在电路中.UH0物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器有4个接线柱,选择一上一下接线柱接入电路,已经选定了下面的接线柱,上面的接线柱任意接入使滑动变阻器串联在电路中.UH0物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路,UH0物理好资源网(原物理ok网)

灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联联在电路中,电压表测量电源电压;UH0物理好资源网(原物理ok网)

灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.UH0物理好资源网(原物理ok网)

灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.UH0物理好资源网(原物理ok网)