一個額定電壓是2.5V的小燈泡,正常工作時的電阻約為8Ω.小明想測量它的額定功率,實驗室中有如下器材:電源(電壓恒為6V)、電流表、電壓表、開關(guān)各1個,規(guī)格分別為“l(fā)0Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器2個,導(dǎo)線若干.
(1)小明設(shè)計了如圖甲所示電路,他應(yīng)選用規(guī)格為
50Ω0.5A
50Ω0.5A
的滑動變阻器.
(2)圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實物圖.閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮;經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯誤.請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線.閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在
B
B
端(填“A”或“B”).
(3)小明正確連線后,繼續(xù)實驗.當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示為
0.32
0.32
A,小燈泡的額定功率是
0.8
0.8
W.
(4)實驗結(jié)束后,小明整理實驗器材時,發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的AP部分比PD部分熱,這是因為
AP部分的電阻比PD部分的電阻大
AP部分的電阻比PD部分的電阻大

(5)某學(xué)生在實驗時,把電流表與電壓表的位置交換連接了,閉合開關(guān)后會造成
D
D
.(填選項前的字母)
A.電流表燒壞        B.電壓表燒壞    C.小電燈燒壞        D.小電燈不亮
(6)另一學(xué)生按圖連接電路后,閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片移到最左端時,燈不亮,電壓表有較大的示數(shù).經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障是:
小電燈斷路
小電燈斷路
.排除該故障換用新元件后,閉合開關(guān)時,觀察到燈閃亮一下后立即熄滅,該學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處是:
閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處
閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處

(7)小明同學(xué)用上述裝置測量標(biāo)有“3.8V”字樣的待測小電燈的功率,用電壓恒為6V的電源、標(biāo)有“20Ω  1A”的滑動變阻器按電路圖正確連接電路后,閉合開關(guān),從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,并將正確操作下的電壓表和電流表的示數(shù)填入下表.
電壓表的示數(shù)
U/V
電流表的示數(shù)
I/A
小電燈的功率
P/W
2.0 0.20
2.5 0.22
3.0 0.25
3.8 0.30
4.5 0.32
①通過上表數(shù)據(jù),可算得小電燈的額定功率
1.14
1.14
W,還可得出關(guān)于燈絲電阻的結(jié)論是:
燈絲電阻隨溫度的升高而增大
燈絲電阻隨溫度的升高而增大
;
②當(dāng)小電燈正常工作時,連入電路的滑動變阻器的阻值為
7.3
7.3
Ω.
③將兩個這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V電源的兩端,兩燈消耗的總功率為
1.5
1.5
W.
(8)若電壓表的0~15V量程已損壞,只能使用0~3V量程,其他器材不變,如何測出小電燈的額定功率?①在圖丁虛線框中畫出測量電路圖;
②若小電燈兩端最大可加4.5V電壓,為保證實驗時你所設(shè)計的測量電路中各元件的安全,參照小明的實驗數(shù)據(jù),估算滑動變阻器接入電路的阻值范圍應(yīng)為
4.7
4.7
Ω~
12
12
Ω.
電流/A 0.90 0.80 0.50 0.36 0.28 0.22
電阻/Ω 8 10 20 30 40 50
分析:(1)根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓,然后由歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值,根據(jù)這個阻值,判斷選擇哪個滑動變阻器;
(2)開關(guān)、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路,電壓表并聯(lián)在電路兩端,故據(jù)此分析判斷即可;閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;
(3)先確定電流表的分度值,而后據(jù)電流表讀出對應(yīng)的示數(shù),據(jù)公式P=UI可計算出額定功率;
(4)根據(jù)焦耳定律分析判斷即可;
(5)電流表與電壓表的位置交換連接,即電壓表串聯(lián)接入電路,理想電壓表電阻為無窮大,電壓表串聯(lián)接入電路,電路相當(dāng)于斷路,電路電流為零,燈泡不發(fā)光;
(6)燈不亮,可能是燈泡斷路,或燈泡短路,或燈泡之外電路存在斷路,或電路電阻太大而電路電流太小不足以讓燈泡發(fā)光;由電路圖知,滑動變阻器滑片在最左端,滑動變阻器接入電路的阻值為零,只有燈泡接入電路,電路電阻不大,燈泡不發(fā)光不是電流太小引起的;只有燈泡接入電路,如果燈泡短路,則電源被短路,電路電流很大,電流表會被燒壞而造成電路斷路,電壓表不能與電源兩極相連,電壓表示數(shù)為零,而現(xiàn)在電壓表示數(shù)不為零而是有較大示數(shù),所以燈泡不可能短路;綜合分析可知燈不亮的原因是燈泡斷路;
開關(guān)閉合后,燈閃亮一下后立即熄滅,說明電路電流太大,電路電阻太小造成的,原因可能是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處;
(7)①由表找出燈泡的額定電壓對應(yīng)的電流,然后由P=UI求出燈泡的額定功率;
由表可知:隨電壓增大,燈泡的阻值增大,可從溫度對電阻的影響分析原因;
②由表找出燈泡正常工作時的電路電流,由串聯(lián)電路電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓,然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值;
③由串聯(lián)電路的電壓特點知,兩個完全相同的燈泡接入電路時,每個燈泡兩端的電壓相等,電源電壓為6V,則每個燈泡兩端的電壓是3V,由表中數(shù)據(jù)找出3V所對應(yīng)的電流,然后由P=UI求出兩燈消耗的總功率;
(8)①0~15V量程已損壞,而燈泡額定電壓為3.8V,超過電壓表的另一量程0~3V;電源電壓是6V,燈泡正常發(fā)光時,與燈泡串聯(lián)的滑動變阻器電壓為6V-3.8V=2.2V,小于電壓表量程0~3V,因此可以用電壓表測滑動變阻器電壓,以便間接測量燈泡電壓,據(jù)此作出電路圖;
②根據(jù)題意確定滑動變阻器兩端的最大電壓與最小電壓值,由串聯(lián)電路特點求出相應(yīng)的燈泡電壓,由表中數(shù)據(jù)找出電壓所對應(yīng)的電流,然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大與最小阻值,然后確定其范圍.
解答:解:(1)燈泡正常發(fā)光時,通過其的電流約是I=
U
R
=
2.5V
=0.3A,
滑動變阻器兩端的電壓:U=U-U燈泡=6V-2.5V=3.5V,滑動變阻器接入電路的電阻R=
U
I
=
3.5V
0.3A
=11.7Ω>10Ω,所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器;
(2)變阻器與燈泡串聯(lián),如下圖所示:

閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即滑片在B端.
(3)該電流表選的是小量程,其分度值是0.02A,故其示數(shù)是0.32A,故其額定功率是:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(4)據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,AP部分比PD部分的電流相同,通電時間相同,但AP部分的電阻比PD部分的電阻大,故在AP部分所產(chǎn)生的電熱多,故滑動變阻器的AP部分比PD部分熱.
(5)把電流表與電壓表的位置交換連接了,電路斷路,電路電流為零,電流表與小電燈不會燒壞,小電燈不亮,由于電源電壓是6V,小于電壓表量程0~15V,因此電壓表不會燒壞,所以閉合開關(guān)后會造成的現(xiàn)象是:D小電燈不亮;
(6)閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片移到最左端時,燈不亮,電壓表有較大的示數(shù);經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障是:小電燈斷路;排除該故障換用新元件后,閉合開關(guān)時,觀察到燈閃亮一下后立即熄滅,該學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處是:閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處;
(7)①由表中數(shù)據(jù)知,燈泡額定電壓U=3.8V對應(yīng)的電流I=0.3A,則燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
由表中數(shù)據(jù)及R=
U
I
可知,隨小電燈電壓的增大,小電燈電阻變大,這是因為:隨電壓增大、電流隨之增大,小電燈的實際功率P=UI也增大,燈的溫度升高,故燈絲電阻隨溫度的升高而增大;
②小電燈正常發(fā)光時,電壓為額定電壓U=3.8V,由表中數(shù)據(jù)知,此時電路電流I=0.3A,
由串聯(lián)電路特點知,滑動變阻器兩端電壓U=U-U=6V-3.8V=2.2V,此時滑動變阻器接入電路的阻值R=
U
I
=
2.2V
0.3A
≈7.3Ω;
③將兩個這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V電源的兩端,每個燈兩端的電壓是3V,由表中數(shù)據(jù)知,電路電流I=0.25A,則兩燈消粍的總功率P=UI=6V×0.25A=1.5W;
(4)①電源、開關(guān)、滑動變阻器、燈泡、電流表組成串聯(lián)電路,電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,電路圖如圖所示;

②a、當(dāng)電壓表示數(shù)為最大值3V時,小電燈兩端的電壓為6V-3V=3V,由表中數(shù)據(jù)知,電流為0.25A,此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑1=
3V
0.25A
=12Ω;
b、當(dāng)小電燈電壓為4.5V時,由表中數(shù)據(jù)知,電路電流為0.32A,此時滑動變阻器兩端電壓為6V-4.5V=1.5V,此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑2=
1.5V
0.32A
≈4.7Ω;
故滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4.7Ω~12Ω;
故答案為:(1)50Ω 0.5A;(2)見上圖;(3)0.32A;0.8W;(4)AP部分的電阻比PD部分的電阻大;(5)D;(6)小電燈斷路;閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處;(7)1.14;燈絲電阻隨溫度的升高而增大;7.3;1.5;(8)②4.7;12.
點評:本題考查了滑動變阻器的選擇、連接實物圖、故障分析、求功率、求電阻阻值、設(shè)計實驗電路圖等問題,最后一問求滑動變阻器接入電路的阻值范圍有一定難度;解題時要認(rèn)真、細(xì)心答題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

一個額定電壓是2.5?V的小燈泡,正常工作時的電阻約為8Ω.小明想測量它的額定功率.實驗室有如下器材:電源(電壓恒為6?V)、電流表、電壓表、開關(guān)各1個,規(guī)格分別為“10Ω  1?A”和“50Ω  0.5?A”的滑動變阻器2個,導(dǎo)線若干.
(1)小明設(shè)計了如圖甲所示電路,他應(yīng)選用規(guī)格為
“50Ω0.5A”
“50Ω0.5A”
 的滑動變阻器.
(2)圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實物圖,閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線.
(3)改正后,小明連接好最后一根導(dǎo)線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光,并很快熄滅,檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出她在實驗中兩個操作不當(dāng)之處是:
連接電路時沒有斷開開關(guān)
連接電路時沒有斷開開關(guān)
;②
滑動變阻器的滑片沒有置于最大阻值處
滑動變阻器的滑片沒有置于最大阻值處

(4)換上同樣規(guī)格燈泡,正確連線后,繼續(xù)實驗.當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5?V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示為
0.32
0.32
A,小燈泡的額定功率是
0.8
0.8
W.
(5)實驗結(jié)束后,小明整理實驗器材時,發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的AP部分比PD部分熱,這是因為
AP部分的電阻比PD部分的電阻大
AP部分的電阻比PD部分的電阻大

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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)某同學(xué)要測量一個額定電壓是2.5V的小燈光的額定功率,已經(jīng)畫出實驗電路圖(如圖1):
(1)如圖2所示,實驗電路存在連接錯誤,但只需改動一根導(dǎo)線,即可使電路連接正確.請你在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法.
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表、電壓表均有示數(shù),經(jīng)查檢,該同學(xué)電路連接正確,實驗步驟正確,電路元件完好,接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是
 
(選填字母).
A.更換小燈泡;   B.檢查電路是否斷路;  C.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光.
(3)然后進(jìn)行正常實驗,實驗有關(guān)記錄與計算如表:
①該同學(xué)注意到燈的亮度變化是:該同學(xué)觀察到燈泡的亮度變化是:第二次比第一次經(jīng)第一次暗,第三次比第一次時針亮.你認(rèn)為,根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析,可得出一些什么結(jié)論呢?請說出兩點(這兩點的意思應(yīng)不同):
實驗次數(shù) 1 2 3
電壓(V) 2.2 1.5 2.50
電流(A) 0.22 0.16
②由于該同學(xué)粗心大意,沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù),于他根據(jù)第一次數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R=
U1
I1
=
2.2V
0.22A
=10Ω,再計算出燈泡兩端的電壓為2.5V時的功率P=
U2
R
=
(2.5V)2
10Ω
=0.625W,則燈泡的額定功率
 
0.625W(選擇填“<”、“>”、“=”),原因是
 

(4)該同學(xué)大實驗中進(jìn)行了3次測量工,其測量的目的是:
 

A.找普遍規(guī)律;    B.求平均值減小誤差;    C.都對.

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科目:初中物理 來源:江蘇省南京市2012年中考物理試題 題型:058

一個額定電壓是2.5 V的小燈泡,正常工作時的電阻約為8 Ω.小明想測量它的額定功率.實驗室有如下器材:電源(電壓恒為6 V)、電流表、電壓表、開關(guān)各1個、規(guī)格分別為“10 Ω 1 A”和“50 Ω 0.5 A”的滑動變阻器2個,導(dǎo)線若干.

(1)小明設(shè)計了圖甲所示電路,他應(yīng)選用規(guī)格為________的滑動變阻器.

(2)圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實物圖,閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線.

(3)小明正確連線后,繼續(xù)試驗.當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5 V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示為________A,小燈泡的額定功率是________W.

(4)實驗結(jié)束后,小明整理實驗器材時,發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的AP部分比PD部分熱,這是因為________.

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科目:初中物理 來源:2013年江蘇省南京市鼓樓區(qū)中考一模物理試卷(帶解析) 題型:實驗題

一個額定電壓是2.5伏的小燈泡,其正常工作時電阻約10歐。小明想測定這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:電流表、電壓表、電鍵各一個,兩個規(guī)格分別為
A:“5Ω 1A”,B:“20Ω  0.5A”,的滑動變阻器,導(dǎo)線若干,電源(電壓為6伏)。

(1)小明設(shè)計了如圖(a)所示電路圖,通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為   (選填A(yù)或B)的滑動變阻器。
(2)圖(b)已連接了部分電路。請你根據(jù)圖(a)所示電路圖.用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整。   (用2B鉛筆在答題紙的相應(yīng)位置作圖)。
(3)小明正確選擇了滑動變阻器,按圖(a)的電路圖連接好電路,閉合電建,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗,電流表有示數(shù).任意移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)不變(示數(shù)不為零)且小于2.5伏。發(fā)生上述原因的是           。
(4)小明排除故障后,繼續(xù)實驗。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時.電流表的示數(shù)(如圖(c)所示),小燈泡的額定功率是        W。
(5)小明根據(jù)測量燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù),作出了U—I
圖象,如圖所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線,
這是因為                              

(6)想用a圖繼續(xù)探究電流與電壓的關(guān)系,如何更換器材?
______________________________________。
(7)在第(6)問的基礎(chǔ)上,想繼續(xù)研究電流與電阻的關(guān)系,如何操作?_______
說出操作依據(jù):______________________________________。

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科目:初中物理 來源:2013年江蘇省南京市鼓樓區(qū)中考一模物理試卷(解析版) 題型:實驗題

一個額定電壓是2.5伏的小燈泡,其正常工作時電阻約10歐。小明想測定這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:電流表、電壓表、電鍵各一個,兩個規(guī)格分別為

A:“5Ω 1A”,B:“20Ω  0.5A”,的滑動變阻器,導(dǎo)線若干,電源(電壓為6伏)。

(1)小明設(shè)計了如圖(a)所示電路圖,通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為   (選填A(yù)或B)的滑動變阻器。

(2)圖(b)已連接了部分電路。請你根據(jù)圖(a)所示電路圖.用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整。   (用2B鉛筆在答題紙的相應(yīng)位置作圖)。

(3)小明正確選擇了滑動變阻器,按圖(a)的電路圖連接好電路,閉合電建,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗,電流表有示數(shù).任意移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)不變(示數(shù)不為零)且小于2.5伏。發(fā)生上述原因的是           

(4)小明排除故障后,繼續(xù)實驗。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時.電流表的示數(shù)(如圖(c)所示),小燈泡的額定功率是        W。

(5)小明根據(jù)測量燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù),作出了U—I

圖象,如圖所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線,

這是因為                              。

(6)想用a圖繼續(xù)探究電流與電壓的關(guān)系,如何更換器材?

______________________________________。

(7)在第(6)問的基礎(chǔ)上,想繼續(xù)研究電流與電阻的關(guān)系,如何操作?_______

說出操作依據(jù):______________________________________。

 

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