【題目】在“測定小燈泡的電功率 ”實驗中,電源電壓為6 V,小燈泡L的額定電壓為2.5 V,電阻大約為20 Ω,可供選用的滑動變阻器R1和R 2的最大阻值分別為20 Ω、40 Ω,實驗電路如下圖(1)所示。

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖(1)連接完整,要求向左移動滑片時電壓表示數(shù)變小;經(jīng)過判斷可知本實驗應(yīng)該選用的滑動變阻器是________(選填“R1”或“R 2”)。

(2)如上圖(2)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的圖像。根據(jù)圖像提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是______W;某同學(xué)誤將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端,如下圖(3)所示,他從滑片置于最右端時開始記錄第1組數(shù)據(jù),逐漸調(diào)節(jié)滑片測得多組數(shù)據(jù)并描繪出圖像如圖(4)所示。實際上小燈泡兩端的電壓太高會縮短燈泡的壽命,為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5 V ,則滑動變阻器接入電路的最小阻值為_______Ω(保留一位小數(shù))。

(3)完成上述實驗后,小聰向老師要了一個已知阻值為R 0的電阻和一個單刀雙擲開關(guān),借助部分現(xiàn)有的實驗器材,設(shè)計了如上圖(5)所示的電路,也測出了燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟:

閉合開關(guān)S1 ,S 2與觸點1接觸,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表A的示數(shù)為_______;

_____________________,閉合開關(guān)S1 ,S 2與觸點2接觸,____________________;

燈泡的額定功率表達(dá)式=_____________(用已知量與測量量表示)。

【答案】 R2 0.5 13.9 保持滑動變阻器滑片位置不變;讀出電流表示數(shù)為

【解析】(1)測定小燈泡的電功率實驗中,應(yīng)將電流表、燈泡和變阻器串聯(lián),滑片左移電壓表示數(shù)變小,說明電路中電流變小,電阻變大,所以應(yīng)將B接線接入電路中;
燈泡正常發(fā)光電流約為: ,所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程.實物連接如圖所示:

;


由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得燈泡發(fā)光時變阻器連入電路的阻值: ,所以應(yīng)選擇滑動變阻器R2;
(2)燈泡電壓等于其額定電壓時正常發(fā)光,由圖象知燈泡電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.2A,所以燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V,根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于串聯(lián)的各分電壓之和可得:滑動變阻器分得最小電壓U滑最小=U-UL最大=6V-3.5V=2.5V,由圖2可知:U=2.5V時,I最大=0.18A,根據(jù)歐姆定律得變阻器的最小阻值為: ;
(3)實驗步驟:
①閉合開關(guān)S1,S2與觸點1接觸,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表A的示數(shù)為:
②保持滑動變阻器滑片位置不變,閉合開關(guān)S1,S2與觸點2接觸,讀出電流表示數(shù)為I;
③在步驟①中,燈與R0并聯(lián),電流表測R0的電流,移動滑片應(yīng)使通過R0的電壓:U0=I0R0=2.5V,此時燈泡正常發(fā)光,電流示數(shù)為: ;
在步驟②中,滑片位置不變,燈仍正常發(fā)光,電流表測燈與R0的總電流,所以通過燈泡的電流為: ;
所以燈泡的額定功率表達(dá)式
故答案為:(1)見上圖;R2;(2)0.5;13.9;(3)①;保持滑動變阻器滑片位置不變;讀出電流表示數(shù)為I;③

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(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),經(jīng)檢測是電阻R發(fā)生了故障,則可能是:______

(3)排除故障后,小明通過實驗得到數(shù)據(jù)如表(一)所示,其中第1次實驗的電流表示數(shù)為______A.根據(jù)表(一)的數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是______

______

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C. m、min、m、h D. cm、s、cm、min

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