在做“测小灯泡的电功率”实验时,已知小灯泡的额定电流是0.25A,电源电压保持6V不变,灯丝电阻略大于12Ω:
(1)如图所示是小宏同学连接的不完整的实验电路,请你帮他将图中未连接部分连接好,要求电表选择合适的量程,滑动变阻器的滑片向右滑动时其接入电路的电阻减小.
(2)实验电路接好后,闭合开关时,部分同学发现灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数,当取下灯泡,两表的示数无变化,则出现的原因可能是:________(填字母).
A.电流表短路 B.灯泡断路C.滑动变阻器开路
(3)小宏排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,当电流表的示数达________A时灯泡正常发光.
(4)下表为小宏的实验记录分析表:
| 实验序号 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 功率/W | 额定功率/W |
| 1 | 2.6 | 0.21 | 0.55 | P额0.55+0.80+1.24=0.86 |
| 2 | 3.2 | 0.25 | 0.80 | |
| 3 | 4.0 | 0.31 | 1.24 |
(5)若实验室有三种规格的滑动变阻器,分别是R1(10Ω 0.5A)、R2(15Ω 0.4A)、R3(20Ω 0.2A),则滑动变阻器应选用________(选填“R1”、“R2”、“R3”).
(6)实验小组的另一同学认为将灯泡更换成一个定值电阻,还可以探究电流与电压的关系,该同学的说法是________的(选填“正确”或“错误”).
试题答案
解:(1)灯泡的额定电流为0.25A<0.6A,所以电流表的量程为0~0.6A,且与灯泡串联;灯泡的额定电压约大于0.25A×12Ω=3V,所以电压表的量程为0~15V,且与灯泡并联;滑动变阻器的右下方接线柱与电源的正极相连,如下图所示:
(2)连好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电压表有示数,电流表无示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,即灯泡断路.
(3)灯泡的额定电流为0.25A,所以当电流表的示数达到0.25A时灯泡正常发光.
(4)伏安法测量定值电阻的阻值是多次测量求平均值来减小误差,此实验是为了从不同情况中找到普遍规律,故测多组数据的目的是不同的.
(5)灯泡正常工作时时的电流为0.25A,所以R3滑动变阻器不能用;
此时电路中的电阻R总==24Ω,
滑动变阻器接入电路的电阻R滑=R总-RL=24Ω-12Ω=12Ω>10Ω,
故R1滑动变阻器不能用,R2可用.
(6)若在上述实验的基础上接着探究“导体上的电流与电压的关系”,只需将灯泡换成定值电阻即可,故该同学的说法正确.
故答案为:(1)如上图所示;(2)B;(3)0.25;(4)0.8;不同;(5)R2;(6)正确.
试题解析
(1)根据灯泡的额定电流确定电流表的量程,且与灯泡串联;根据欧姆定律求出灯泡额定电压的大约值确定电压表的量程,且与灯泡并联;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,滑片向右滑动时其接入电路的电阻减小说明接入电路的电阻丝变短,即应把滑动变阻器的右下方接线柱联入电路.
(2)电压表有示数说明与电压表串联的电路为通路,电流表无示数说明电路断路,即电压表并联的部分断路.
(3)灯泡正常工作时的电流与额定电流相等.
(4)额定电流下灯泡的实际功率和额定功率相等;多次测量的目的:一是用来求平均值来减小误差,二是为了从不同情况中找到普遍规律.
(5)根据欧姆定律求出灯泡正常工作时电路中的总电阻,根据电阻的串联得出滑动变阻器接入电路的电阻,再结合此时电路中的电流即可确定滑动变阻器的规格.
(6)测灯泡电阻实验与探究“导体上的电流与电压的关系”实验原理相同,探究“导体上的电流与电压的关系”,要保证电阻阻值保持不变,因此将灯泡换成定值电阻即可.
点评:本题考查了电压表和电流表量程的选择与连接、滑动变阻器的连接、欧姆定律的计算、多次测量的目的、电路故障的判断等,知识点多,综合性强,给解题带来了难度.
