(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而____(选填“增大”、“不变”或“减小”),小灯泡的实际功率由______(选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”)决定。
(4)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V ;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1,拨至“2”读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额=______(用U额、U0、R0表示)。若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】如图,正确连线,滑动变阻器接线柱接正确1分
1.05 增大 实际电压 5.5 U额?U0 偏小 R0【解析】 【分析】
(1)根据图甲电路连接实物图,根据灯泡正常发光电流确定电流表量程; (2)由图丙读出灯泡正常发光时的电流,由P=UI计算额定功率; (3)根据表中数据分析灯泡功率与电压的关系;
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,根据串联电路电压规律可得出电压表的示数;滑片不动,再将开关S1拨至“2”,求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流,根据P额=U额I额求出小灯泡的额定功率;由串联电路特点和欧姆定律分析解答测量的中的差异。 【详解】
(1)[1]由电路图知,电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,由P=UI可得灯泡正常发光电流约为
P1.2W??0.48A U2.5V所以电流表选择0~0.6A量程,由此连接实物如图所示:
I?
(2)[2]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,电流表使用0~0.6A量程,分度值0.02A,此时通过的电流为0.42A,所以灯泡的额定功率
P?UI?2.5V?0.42A?1.05W
(3)[3][4]由表中数据知,小灯泡工作时,灯泡两端实际电压越大,通过它的电流也越大,由P=UI知灯泡的实际功率越大,即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。
(4)用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率,所用电压表量程为0~15V,要测量该小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V,
①[5]闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压,调节滑动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电压表的示数
UV=U?U额=8V?2.5V=5.5V
②[6]滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流
I额?③则小灯泡的额定功率
U0 R0U0 R0P额?U额I额?U额?
5.由第(4)问可知,小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3A,将电压表并联在电池组两端,其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U′=2.55V,则电池电阻两端的电压:Ur=U-U′=3V-2.55V=0.45V,所以,所用电池组的电阻:r=
Ur0.45V?=1.5Ω。在测量小灯泡的电功率I0.3A时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是_______,经分析有一根导线链接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路. (_________)
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是____W.由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而______,滑动变阻器的规格应选择_______. A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法_____( 选填“合理”或“不合理” ),理由是_____. 【答案】电压表串联在电路中
0.625 增大 C或(25Ω
1A) 不合理 灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比 【解析】 【分析】
本题考查测量小灯泡功率的实验. 【详解】
(1)根据题图,电压表串联在电路中,所以出现了连接电路后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数.改正时需要把电压表由串联改成并联在灯泡两端,把滑动变阻器由并联在灯泡两端改成串联在电路中;图如下.
(2)由图中可以看到,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W.由图可知,小灯泡的实际功率随电压的增大而增大.由图可以看出,电路中电流的最小值为0.1A,这时小灯泡灯丝的阻值为
Umin0.5VU3VR===5Ω.这时候电路中的总电阻R总===30Ω.这时候连入电路的是Imin0.1AImin0.1A滑动变阻器的最大阻值,Rmax=R总-R=30Ω-5Ω=25Ω,所以滑动变阻器的规格应选择C.
6.故小灯泡正常发光时电流为:I?U4V??0.8A,则小灯泡的额定功率为:R5ΩP额?U额I?5V?0.8A?4W.图甲为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路,
电源电压恒为3V不变.
(1)请用笔划线代替导线,将图甲中的实物图连接完整. (_______)
(2)闭合开关前,滑片应移到滑动变阻器的最______端(选填“左”或“右”).
(3)正确连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数;移动滑片,发现除了电流表示数改变外,其余均无变化.经检查,电压表完好,则故障可能是小灯泡______(选填“短路”或“断路”).
(4)排除故障后,移动滑片,实验小组记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率为______W.
(5)实验过程中,当电压表示数为1V时,滑动变阻器连入电路的阻值为______Ω.
【答案】 左 短路 0.75 10
【解析】 【详解】
第一空.灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
;
第二空.闭合开关前,滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处,即最左端;
第三空.正确连接好电路,闭合开关,发现电流表有示数,则电路为通路,灯泡不亮,电压表无示数,因电压表完好,故障可能是小灯泡短路;
第四空.根据绘制成的图乙所示的I-U图象,灯在额定电压下的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
第五空.实验过程中,当电压表示数为1V时,电流为0.2A,根据串联电路分压的规律及欧姆定律,滑动变阻器连入电路的阻值为:
7.小灯泡的实际电流是额定电流一半时(0.15A)对应的电压约为1V,灯的实际电功率为:P2?1V?0.15A?0.15W,则P1大于P2.小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图甲所示的部分实验电路。
甲
(1)请你添加一条导线,将图甲所示的实物图补充完整,并使滑动变阻器的滑片P右移时接入