15V)各一个,“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个,开关一个, 导线若干。
(1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)连线好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω,(小数点后保留1位小数)
(5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线,发现该图线不是一条直线,如图丙所示,其原因是温度升高,灯丝电阻 (选填“增大”或“减小”)。 【答案】:
(1)A;(2)如下;(3)短路;(4)0.75;8.3;(5)增大。
【解析】:
解:(1)2.5V的小灯泡,电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为: I=
??????
=
2.5??10??
=0.25A,由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发时变阻器连入的电阻:
6
R滑=
?????????
=
6???2.5??0.25??
=14Ω,故选滑动变阻器是A;
(2)原电路中,灯短路了,电压表串联在电路中是错误的,灯与电流表串联,电压表与灯并联,如下所示:
(3)连线好电路后,闭合开关,电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路;
(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率是: P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,由欧姆定律,小灯泡正常工作时的电阻是: R=
????
=0.3??≈8.3Ω;
2.5??
(5)如图丙所示,小灯泡的电流I与电压U的关系图线不是一条直线,其原因是温度升高,灯丝电阻增大。
练习3:(2019?济宁)小明用如图14所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率.
(1)电源电压为6V,小灯泡的电阻约为10Ω有两个不同规格的滑动变阻器:甲标有“10Ω1A”,乙标有“50Ω2A”,实验时应该选择滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。 实验1 2 灯泡两端2.20 2.50 通过灯丝0.28 0.30 灯泡电功 灯泡的亮度 比正常发光暗 正常发光 7
3 2.80 0.32 比正常发光亮 (2)小明将实验数据和现象填写在下表中 ①可得出的实验结论: (写出一条即可); ②小灯泡的额定功率为W
(3)小明用上面的实验器材测量电阻R2阻值时,发现电压表已损坏,重新设计电路,选了一个阻值已知的R1,连接电路如图所示。他先将导线C端接到电流表“一”接线柱上,电流表读数为I1,后将导线C端接到电流表“3”接线柱上,电流表读数为I2,则R的阻值为(用已知字母表示)。
【答案】: (1)乙;
(2)①电灯泡的实际功率随实际电压变化而变化,实际功率越大,灯越亮;②0.75; (3)I2R1/(I1-I2)。 【解析】:
(1)灯的额定电压为2.5 V,小灯泡的电阻约为10 Ω,由欧姆定律可知,灯的额定电流约为:I=UL/R=2.5V/10Ω=0.25 A,根据串联电路电压的规律,此时变阻器连入电路的电阻:R
滑
=(U-UL)/I=(6V-2.5V)/0.25A=14 Ω>10 Ω,故选用“50 Ω 2 A”滑动变阻器,即选用乙; (2)①根据P=UI,由表中数据计算3次实验的功率分别为:0.616 W、0.750 W、0.896 W,故可得出的实验结论:灯的实际功率越大,灯越亮;②灯在额定电压下的电流为0.30 A,小灯泡的额定功率为:P=ULIL=2.5 V×0.30 A=0.750 W;
(3)将导线C端接到电流表“-”接线柱上,R1与Rx并联,此时电流表测干路电流I1,将导线C端接到电流表“3”接线柱上,R1与Rx并联,此时电流表测通过R1的电流I2,则定值电阻R1两端电压U1=I2R1,根据并联电路的特点,通过Rx的电流为Ix=I1-I2,Rx两端的电压Ux=U1;故电阻Rx的阻值为:Rx==
。
练习4:(2019?泰安)要测量一个额定电压为4.5V小灯泡的电功率,小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω.现有器材:电源(电压恒为8V),电流表,电压表,开关、导线若干,另有
8
两种规格的滑动变阻器可供选择:R1(5Ω,1A)、R2(20Ω,1A)。请完成下列问题:
(1)滑动变阻器应选用 。
(2)选出合适的滑动变阻器后,某同学将实验器材连成如图甲所示的实验电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“a”或“b”)。闭合开关后,逐渐向另一端移动滑片P,观察到的现象是 。(多选)
A.小灯泡变亮,电压表示数变大 B.小灯泡变亮,电流表示数变大 C.小灯泡不发光,电流表示数接近0 D.小灯泡不发光,电压表示数接近8V (3)造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误,请将该条错误导线打上”ד号:并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
(4)线路改正后,移动滑片P,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。 【答案】:
(1)R2;(2)a;C、D;(3)见解析;(4)4.5;1.8。 【解析】:
(1)灯的额定电压为4.5V,小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电 流约为:I=UL/R=4.5V/10Ω=0.45A,由串联电路的规律和欧姆定律,灯正常发光时,变阻器 连入电路的电阻:R滑=(U-UL)/I=(8V-4.5V)/0.45A≈7.8Ω;故选用变阻器R2; (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处a端;
电路中,灯与电流表并联,电压表串联在电路中测电源电压,故电压表示数不变(为8V); 因电压表内阻很大,电路中的电流几乎为0,灯不发光,
故闭合开关后,逐渐向另一端移动滑片P,观察到的现象是C、D;
(3)原电路中,灯与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表与灯串联,电压
9
表与灯并联,如下所示:
(4)线路改正后,移动滑片P,当电压表的示数为4.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,则该小灯泡的额定功率为:P=ULIL=4.5V×0.4A=1.8W。
练习5:(2019?长春)科技小组要测量额定电压为5V的小灯泡的电功率,可用的器材有:一个电压表和一个电流表(只有0~0.6A量程可用).电源两端的电压恒定.
(1)按如图甲所示电路图确连接电路.闭合开关前,将滑动变阻器滑片移到端(选填“左”或“右”).
(2)闭合开关,记录电压表、电流表示数:调节滑动变阻器并记录多组数据.当电流表示数为0.6A时,电压表示数低于5V.根据数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图乙所示,由图像可知,灯丝电阻随温度的升高而。
(3)为测量小灯泡的额定功率,小组同学拆除电流表后再接通电路,调节滑动变阻器直至电压表示数为5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关,将电压表替换AB间导线接入电路,闭合开关,电压表小数为5.4V,则此时小灯泡亮度比正常发光时:将滑动变阻器的滑片移到最左端,电压表示数变为7.2V.则小灯泡的额定功率为W. 【答案】:
(1)右;(2)变大;(3)暗;4。
10