如图甲所示的是“测量小灯泡的电功率”的实验电路图,图乙是即将连接完成的实验电路.其中电源为三节新的干电池,灯泡的额定电压为3.8V,灯丝的电阻约为10Ω,滑动变阻器标有“10Ω,1A”的字样.
(1)照电路图,用笔画线代替导线,将实物图未完成的部分连接好.
(2)当闭合电路的开关时,若出现以下不正常现象(见下表),请你从下列选项中选择可能的原因填入表中(只要填选项代号).
| 顺序 | 电路中出现的不正常现象 | 可能的原因 | ||
| 电灯的亮暗 | 电流表示数I/A | 电压表示数U/V | ||
| 甲 | 不亮 | 0.54 | 0 | |
| 乙 | 很亮 | 0.42 | 4.2 | |
| 丙 | 不亮 | 0 | 4.5 | |
B.电路中a、b间短路
C.滑动变阻器连入电路中的电阻太小
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________端滑动(选填“左”或“右”).若灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示,则灯泡的额定功率是________W.
(4)实验中正确地测出了三组数据,并根据每组数据正确计算出三个相应的电阻值,比较发现它们之间有较大差异,你认为产生这种差异的原因是________.
试题答案
解:(1)由欧姆定律可知,额定电压是3.8V的灯泡,当阻值约为10Ω时,其电流会在0.3A左右,小于0.6A,故电流表用0~0.6A量程,并与灯泡串联;小灯泡的额定电压为3.8V,故电压表用0~15V的量程,并与灯泡并联;如下图.
(2)甲现象中灯泡不亮而电流很大是短路现象,故选B;
乙现象中灯泡很亮,既有电流也有电压,说明滑动变阻器接入电阻较小,故选C;
丙现象中灯泡不亮,无电流而电压较大是断路现象,故选A;
故答案如下表;
| 顺序 | 电路中出现的不正常现象 | 可能的原因 | ||
| 电灯的亮暗 | 电流表示数I/A | 电压表示数U/V | ||
| 甲 | 不亮 | 0.54 | 0 | B |
| 乙 | 很亮 | 0.42 | 4.2 | C |
| 丙 | 不亮 | 0 | 4.5 | A |
电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,所以通过小灯泡的电流0.38A;
灯泡的额定功率:
P=UI=3.8V×0.38A=1.44W.
(4)实验过程中,灯丝的长度、横截面积、材料都不变,当电压增大时,灯泡的实际功率变大,灯丝的温度升高,电阻是变大,故得到灯丝的电阻随温度升高而变大.
故答案为:(1)如上图;(2)B、C、A; (3)左; 1.44;(4)灯丝的电阻与温度有关.
试题解析
(1)根据欧姆定律判断电流表的量程,把电流表串连接入电路;由灯泡的额定电压判断电压表的量程,把电压表并连接入电路;
(2)电路故障有两类:短路和断路;电路短路时,短路部分无电压,电流大;电路断路时,断路部分无电流,电压大;
(3)灯泡的额定功率是在额定电压下工作时的功率,所以移动滑动变阻器使小灯泡分得的电压增大到3.8V,根据电流表的量程和分度值确定电路中电流,最后利用P=UI计算它的额定功率;
(4)导体电阻跟导体长度、横截面积、材料、温度有关,从电阻大小影响因素来考虑.
点评:此题考查实验“测小灯泡的电功率”,包括电路的连接、电流表和电压表量程的选择、电路故障的分析、额定功率的计算等,都是重点知识,应当熟练掌握.
