18.3 测量小灯泡的电功率
1.(2022秋·广西贵港·九年级统考期末)如图甲,在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为6V保持不变。所用小灯泡的额定电压为2.5V。小灯泡的电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应是 的,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是 (填序号);
A.检查电路是否断路 B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片 D.观察小灯泡是否发光
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化关系如图乙所示。分析图像可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 (选填“增大”、“不变”或“减小”);小灯泡的额定功率为 W;
(4)若将小灯泡换成定值电阻,该电路还可以进行的实验有: ; ;
(5)在测量小灯泡电功率拓展实验过程中,电流表坏了,物理兴趣小组找来一只阻值合适的定值电阻R0,设计了如图丙电路图,操作步骤如下:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额;
② ,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U;
则小灯泡额定功率表达式P额= (用U额、U和R0表示)。
2.(2022秋·广西柳州·九年级统考期末)某小组利用如图甲所示的电路图开展“测量小灯泡的功率”实验,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题:
(1)图甲中电流表左端对应其 接线柱,电压表左端对应其 接线柱;(选填“正”或“负”)
(2)闭合开关后移动变阻器的滑片,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,若此时电流表示数如图乙所示,可计算小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验操作全部完成后,绘制出小灯泡的I-U关系曲线如图丙所示,表明实验过程中小灯泡的电阻是 (选填“恒定”或“变化”)的,变阻器的滑片向左移动时,电压表与电流表示数的比值将 。
3.(2022秋·广西贺州·九年级统考期末)小昭同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率,L1、L2分别标有“2.5V”和“3.8V”字样、电源电压恒为6V、电压表只有0~3V量程可以用。
(1)如图1所示,是小昭设计的测L,额定功率的实验电路图,请在图2中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接 (要求滑片向A端移动灯泡变亮);
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小昭发现L1不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是L1 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1V,电流表示数如图3所示,读数为 A,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;调节滑片P得到如表中的数据,L1的额定功率为 W;
实验次数 1 2 3
电压(V) 1.0 2.5 2.8
电流(A) 0.30 0.32
(4)小昭在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1.5V,接着小昭发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为 V,L2就会正常发光;
(5)小昭根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法:移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值略小于其最大阻值的 (选填“”、“”或“”)。
4.(2022秋·广西钦州·九年级统考期末)用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡电功率时,电源电压为3V,若所用器材均能满足实验需要。
(1)闭合开关,移动滑片P到某位置 (选填“a”或“b”)端移动,使电压表的示数为 V;
(2)图乙是小灯泡正常发光时电流表的示数,则小灯泡的额定电流为 A,小灯泡的额定功率为 W;
(3)一个实验小组由于电压表被损坏,采用如图丙所示电路测量小灯泡额定功率:R0阻值为10Ω,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、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数I1= A时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,断开S1,闭合S2,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率P额= (用U额、I1、I2表示);
若步骤②中,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”)。
5.(2022秋·广西百色·九年级统考期末)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,有以下两种规格的滑动变阻器可选用:A、“10Ω 1A“和B、“50Ω 2A“,电源电压为6V。
(1)本实验中应选择 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,其目的是 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表都有示数。接下来应进行的操作是 ;
A.断开开关,更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(4)实验中,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了继续完成实验,应将滑片P向 端移动直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)以下探究活动不能用该实验装置中的器材完成的是 ;
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
(6)完成测量后,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A;换接20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为 V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
6.(2022秋·广西来宾·九年级统考期末)如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的实验装置。已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时阻值变大。
(2)确认电路连接无误后,当闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.断开开关S,拆掉导线重新连接电路
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)电路调好后,将滑动变阻器的滑片移到某一位置,此时电压表的示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率,则应将连接好的图甲中的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数恰好为2.5V。
(4)小明用已测得的几组数据绘制了I-U图像(如图丙所示),其图像是一条曲线的原因是 ;把小灯泡换成一个定值电阻时,还可以探究电阻的 (选填“电流与电阻”或“电流与电压”)的关系
(5)完成上述测量后,用电阻箱替换电流表,设如图丁所示的电路也可测量该小灯泡的额定功率,请你将实验步骤补充完整:
①闭合开关S1,断开开关S2,开关S接到触点1;调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额。
②闭合开关S2,断开开关S1,开关S接到触点2;保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节 ,使电压表的示数为U额,读出此时电阻箱的示数为R0;小灯泡的额定功率表达式:P额= (用U额、R0表示)。
7.(2022秋·广西北海·九年级统考期末)小明做“测量小灯泡电功率”实验,设计的电路图如图所示,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)请根据图甲,将图乙中的实物电路图连接完整,要求滑片向右移时灯泡变暗; (导线不允许交叉)
(2)滑动变阻器有两种规格:A.“10Ω 2A”,B.“50Ω 1A”,本实验应选用 滑动变阻器(选填“A”或“B”);
(3)小明同学正确操作实验,根据实验测量数据作出小灯泡U﹣I图像(如图丙所示),分析U﹣I图像可知:小灯泡的额定功率是 W;某次实验中,小明发现电压表和电流表都正常偏转,却发现灯泡不亮,原因是: ;
(4)另一小组的小芳同学,设计的电路如图丁所示,测量小灯泡电功率(已知丁图中小灯泡额定电压为U0,定值电阻的阻值为R0)。请完成如下实验步骤的填空:
①按丁图连接电路,先闭合开关 ,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U0;
②断开原开关,重新闭合开关 ,滑动变阻器滑片位置保持不变,记录电压表示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式是:P= 。(用已知物理量表示)
8.(2022秋·广西玉林·九年级统考期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮);( )
(2)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关发现灯泡不亮移动滑片灯泡仍不亮,突然小明的文具盒掉到桌上,灯泡亮了,小明敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 ;
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡接触不良
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,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,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω;
(6)完成实验后,爱动脑筋的小明又设计了一种不用电流表测量小灯泡的额定功率的方案,设计的电路图如图丙所示,请将下列实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S和S1,断开开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U额;
② ,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出电压表的示数U1;
③小灯泡额定功率的表达式:P额= (用U额、U1、R0表示)。
9.(2022秋·广西梧州·九年级统考期末)小梅同学在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)图甲是小梅连接的实验电路,同组的小豪同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正;( )
(2)纠正错误后闭合开关,小梅发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,接下来应该进行的操作是 (选填标号);
A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上述实验后,小梅又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻,请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (选填“A”或“B”),移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= ;
(5)小梅同学发现,用测量小灯泡电功率的电路还可以测量小灯泡的 ;
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻还能完成的探究实验是 。
10.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)如图所示是“测量小灯泡的电功率”的实验,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接实物电路时开关应处于 状态;闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片移到 (选填“A”或“B”)端;
(2)连好电路,闭合开关,发现电压表指针有明显偏转,电流表完好但示数为零,电路故障可能是 ;
(3)实验时,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表的示数如图乙所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”) 端移动,直到电压表的示数为2.5V,若此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是 W。
11.(2022秋·广西钦州·九年级统考期末)某小灯泡的额定电流为0.3A,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,当滑片位于右端时,接入电路的阻值最大;
(2)闭合开关进行实验时,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为 V;
(3)小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,可知电压表的示数为 V、电流表的示数为 A,则小灯泡的功率为 W;
(4)为测量该小灯泡的额定功率,小强设计了图丙所示实验电路,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0—999.9Ω);实验步骤如下:
第1步:仅闭合S1,R2调至5Ω时,电流表的示数为0.3A;
第2步:仅闭合S2,R1、R2分别调至6Ω和9Ω时,电流表的示数为0.3A;则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,额定功率为 W。
12.(2022秋·广西桂林·九年级统考期末)有一只小灯泡额定电压为2.5V,小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验器材如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有明显的偏转,造成这一现象的原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,重新连接好电路进行实验,某一次电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向 端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,此时小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 ,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;
②滑动变阻器的滑片 ,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U1;
③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
13.(2022秋·广西防城港·九年级统考期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,老师给同学们准备了以下器材:
A.小灯泡(额定电压2.5V,电阻大约10Ω)
B.电流表A1(量程0~0.6A)
C.电流表A2量程0~3A)
D.电压表(量程0~3V,0~15V)
E.滑动变阻器“10Ω 1A”
F.滑动变阻器“50Ω 2A”
G.电源(电压恒为6V不变)
H.开关、导线若干
(1)本实验中应选择电流表 ;滑动变阻器 (均填仪器前字母);
(2)测量电路图如图甲所示,图乙实物电路中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整( );
(3)某探究小组将电路补充连接后,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数,但任意移动滑动变阻器的滑片时,电压表有示数且不变,灯泡亮度不变,具体故障原因是 ;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示为 A,小灯泡的额定功率为 W。
14.(2022秋·广西贺州·九年级统考期末)小军同学在做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有:电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,实验电路如图甲所示:
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)检查仪器时,发现电流表指针位置如图乙所示,其原因是 ;
(3)小军同学接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视 (选填序号)
A.小灯泡亮度
B.电压表示数
C.电流表示数
D.滑动变阻器滑片
(4)小军同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数如图丙所示,电压大小为 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“a”或“b”)端移动,说明滑动变阻器除了保护电路外,还有 的作用;
(5)实验中通过移动滑片,分别记下多组对应的电流表和电压表的读数,并绘制成了图丁所示的I﹣U图像,根据图像可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(6)该实验中,小军同学接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有较大示数,电流表无示数,则故障可能是 。
15.(2022秋·广西柳州·九年级统考期末)小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图甲所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样,实验数据如下表所示。
实验次数 1 2 3 4
电压/V 1.0 1.5 3.0
电流/A 0.24 0.32 0.44
电功率/W 0.24 0.48 1.32
灯泡亮度 不亮 偏暗 正常发光 更亮
(1)图甲是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正 ;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表无示数,电压表有示数。则可能的故障是 ;
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;另一位同学认为,无需测量,也能计算出小灯泡的额定功率。他利用已经测量的其中一组数据,计算出1V电压下小灯泡的电阻R,再根据计算小灯泡在2.5V下的额定功率。那么按此方案算出的小灯泡的额定功率与上一步测量的额定功率相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(4)由实验得出结论:①小灯泡的实际电压越高,消耗的实际电功率 ,灯泡越亮;②测量小灯泡电功率时, (选填“能”或“不能”)多次测量取平均值减小误差;
(5)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 端,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
16.(2022秋·广西柳州·九年级统考期末)某实验小组进行“测量小灯泡的电功率”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接好如图甲电路,小明就要闭合开关,同组同学提醒他这样操作有一个不妥之处,请你帮他指出: 。处理好之后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表示数有变化,电压表示数为0。经仔细检查,电表完好,则出现该状况的原因是小灯泡 ;
(2)故障排除后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙,其值为 A,则小灯泡的额定功率为 W。为使实验数据更丰富,可使小灯泡两端电压约高出额定电压的,即将小灯泡两端电压调节至约 V;
(3)图丙是根据实验数据作出的小灯泡I﹣U图线。分析可知:当小灯泡两端电压等于额定电压一半时,其电阻 正常工作时电阻的一半,其实际功率 额定功率的一半;(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(4)完成实验后,该小组设计了一种利用定值电阻(已知阻值为R0)代替电流表测量该小灯泡额定功率的方案,电路图如图丁所示。请将下列实验步骤补充完整:
①只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 V;
②保持滑片P不动,断开开关S1,闭合S2,读出电压表的示数U1;
③小灯泡额定功率的表达式:P额= 。(用该方案中的数值与字母表示)
17.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)某物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电功率”实验时,选取的电源为三节新干电池,使用的小灯泡额定电压为2.5V。
(1)电路连接完成后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电压表没有示数,电流表指针有明显的偏转,他们分析电路故障原因可能是 ;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路
(2)故障排除后重新闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 V;
(3)在(2)的基础上,若要使小灯泡正常发光,他们应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)他们移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可知小灯泡的额定功率是 W;
(5)甲图实验电路还可用于测量小灯泡工作时的 。
18.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现该状况的原因是 。(填字母序号)
A.电流表内部断路了 B.灯座内部出现了短路 C.灯泡的灯丝断了
(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,其读数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(3)另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用,老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻,同学们设计了如图丙所示的电路,并正确测出小灯泡的额定功率,已知电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额;
②闭合开关S,断开S1,再闭合S2,保持滑动变阻器滑片P位置不动,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用U额、U、R0表示)
19.(2022秋·广西北海·九年级统考期末)小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:标有“”的小灯泡、电源电压不变、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为的定值电阻、导线若干.她根据所给定的器材经过认真思考后,设计了如图甲所示的实验电路.
该实验的原理是 .
小珍连接电路时,开关处于 状态:闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最 选填“左”或“右”端.
闭合开关S,将拨到触点 选填“a”或“b”,移动滑片P,使电压表的示数为 V.
在确保整个电路安全情况下,保持滑片P位置不变,将开关拨到另一触点,此时电压表的示数如图乙所示,其数值为 V;通过计算可知小灯泡的额定功率是 W.
参考答案:
1. 断开 左 C 增大 0.5 探究电流与电压的关系实验 伏安法测电阻的实验 保持滑动变阻器位置不变
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移至阻值最大处,即最左端。
(2)[3]闭合开关S后,电流表和电压表均有示数,说明电路是通路,电压表有示数,说明小灯泡没有发生短路,则小灯泡不发光可能是实际功率过低,接下来应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。
故选C。
(3)[4]由图乙可知,当灯泡两端电压分别为1.5V、2.5V、4V时,通过其的电流分别为0.15A、0.2A、0.25A,根据欧姆定律可得,对应的电阻分别为10Ω,12.5Ω,16Ω,因此当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会增大。
[5]由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过其的电流为0.2A,小灯泡的额定功率为
(4)[6][7]若将小灯泡换成定值电阻,可控制电阻大小不变,通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压和通过其的电流,从而多次测量,因此还可以进行的实验有:探究电流与电压的关系和伏安法测电阻的实验。
(5)[8][9]利用电压表和定值电阻测小灯泡电功率,先测出小灯泡和定值电阻的电压,再保持电阻器位置不变,测出小灯泡额定电压,则定值电阻两端电压为,通过定值电阻的电流为
小灯泡额定功率
2. 正 正 3.8 1.14 变化 变大
【详解】(1)[1][2]电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,图甲中电流表左端对应其正接线柱,电压表左端对应其正接线柱。
(2)[3][4]灯在额定电压下正常光,闭合开关后移动变阻器的滑片,当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,若此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,可计算小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(3)[5][6]因绘制出小灯泡的I-U关系曲线是一条曲线,说明电流与电压不成正比,故中小灯泡的电阻是变化的;变阻器的滑片向左移动时,变阻器连入电路的电阻变小,电路的电阻变小,由欧姆定律可知电路的电流变大,灯的电压变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,根据欧姆定律可知电压表与电流表示数的比值即灯的电阻变大。
3. B 短路 0.2 25 0.75 2.2
【详解】(1)[1]由图甲得,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,滑动变阻器的滑片向A端移动灯泡变亮,说明滑片向A端移动接入电路的电阻变小,电路中电流变大,则滑动变阻器的A端连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,所以先把滑动变阻器的滑片P移到B端。
[3]闭合开关S,小兵发现L1不发光,电流表有示数,说明电路中有电流,处于接通状态,电压表无示数,则故障可能是与电压表并联部分短路,所以电路的故障可能是L1短路。
(3)[4]由图丙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[5]滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器的电压为
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为
[6]由表格可知,灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.3A,则灯泡正常发光时的电功率
(4)[7]L2正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
因此把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为2.2V,L2就会正常发光。
(5)[8]由(4)可知,小昭在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1.5V,此时滑动变阻器接入电路中是最大阻值25Ω,滑动变阻器两端电压是
电路电流为
由欧姆定律得,此时小灯泡L2的电阻是
把电压表并联在滑动变阻器两端,假设小灯泡的阻值不变,为保证电压表安全,滑动变阻器两端的最大电压是3V,根据串联分压原理可得
即此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
所以此时变阻器接入的阻值约是其最大阻值的
4. a 2.5 0.3 0.75 0.25 U额(I2-I1) 偏小
【详解】(1)[1][2]闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即b端,要测量灯泡的额定功率,需移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数等于灯泡的额定电压,因此应将滑片向a端移动,使电压表的示数为2.5V,即等于小灯泡的额定电压。
(2)[3][4]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(3)①[5]闭合开关S、S1,断开S2,灯L与电阻R0并联,电流表测定值电阻的电流;调节滑动变阻器,小灯泡正常发光时,则灯泡两端的电压等于额定电压,由并联电路电压的规律和欧姆定律可得,此时电流表的示数应为
②滑动变阻器滑片不动,断开S1,闭合S2,灯L与电阻R0仍然并联,电流表测干路电流;因保持滑片位置不变,电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可得,灯泡正常发光时的电流
I额=I2-I1
③[6]灯的额定功率为
P额=U额I额=U额(I2-I1)
[7]若步骤②中,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则电路总电阻偏大,由欧姆定律可知,干路的电流变小,即I2偏小,则I额偏小,由P=UI可知,测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
5. B 保护电路 C 左 0.45 D 右 2
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
灯正常发光时,由串联电路的规律和欧姆定律,变阻器连入的电阻
滑动变阻器接入电路中的阻值大于10Ω,故应选用“50Ω 2A”的滑动变阻器,故A不符合题意,B符合题意;故选B。
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,防止电路中电流过大,损坏用电器,所以其目的是保护电路。
(3)[3]为了保护电路安全,连接电路时变阻器的最大电阻连入了电路,闭合开关后,电流表、电压表都有示数,小灯泡不亮,是因为小灯泡的实际功率太小造成的,因此,接下来应进行的操作是:向左移动滑动变阻器滑片,观察灯是否发光,故AB不符合题意,C符合题意,故选C。
(4)[4][5]灯在额定电压下正常发光,图中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.7V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路分压原理,应减小变阻器的电压,即减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左端移动,直到电压表示数为额定电压;由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.18A,则小灯泡的额定功率为
(5)[6]A.由欧姆定律可知,根据电流表、电压表示数,可测量小灯泡的电阻;故A不符合题意;
B.将电流表串联在电路的不同位置,可探究串联电路的电流特点;故B不符合题意;
C.将电压表分别并联在电路不同位置,可探究串联电路电压的特点;故C不符合题意;
D.探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,而灯丝的电阻随温度改变而改变,故这个实验不能完成;故D符合题意。
故选D。
(6)[7][8]接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律可知电阻的电压为
根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。
6. C 左 灯丝电阻随温度升高而增大 电流与电压 电阻箱R0
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,靠近右下接线柱,远离左下接线柱,要使连入电阻变大,应将滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑片置于阻值最大处,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,电路不存在断路,电压表也有示数,说明小灯泡不可能短路,此时滑动变阻器阻值全部接入电路,电路总电阻很大,电流很小,灯泡实际功率很小,可能不足以使灯泡发光,所以下一步操作:向左移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3]图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片向左移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(4)[4]其图像是一条曲线的原因是:灯泡的电阻不是定值,灯丝电阻随温度升高而增大。
[5]把小灯泡换成一个定值电阻时,可控制电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,电压表可测量定值电阻两端的电压,电流表可测出其电流,故还可探究电流与电压的关系。
(5)[6]①闭合开关S1,断开开关S2,开关S接到触点1,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额,此时灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,且为灯泡的额定电压U额。
②闭合开关S2,断开开关S1,开关S接到触点2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,此时电阻箱R0与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱R0两端电压,滑动变阻器连入电路的电阻不变,调节电阻箱R0,使电压表的示数为U额,利用等效替代法,用电阻箱替代灯泡,此时电阻箱的示数就是灯泡在额定电压下的电阻,则读出此时电阻箱的示数为R0。
[7]③由于滑动变阻器的滑片位置不变,即滑动变阻器接入电路的电阻不变,由串联电路的电压特点可知,电源电压一定,当电压表的示数相同时,滑动变阻器两端电压也相同,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻与电阻箱R0的电阻相等,即
RL=R0
根据
P=UI和
则小灯泡的额定功率的表达式为
7. B 0.625 灯泡的实际功率太小 S、S1 S、S2
【详解】(1)[1]由图甲得,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流。滑片向右移时灯泡变暗,即滑片向右移时,电路电流变小,电路电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联,如图所示:
(2)[2]已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯正常发光时的电阻大小约为10Ω,由欧姆定律,灯正常发光时电流约为
由串联电路的电流规律及欧姆定律可得,灯正常发光时,滑动变阻器接入电路中的电阻
故选用滑动变阻器B。
(3)[3]根据U﹣I图像可知,灯在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率是
[4]某次实验中,小明发现电压表和电流表都正常偏转,电路为通路,灯两端电压不为0,却发现灯泡不亮,原因是:通过灯的电流过小,导致灯的实际功率过小。
(4)[5]由图丁得,先闭合开关S、S1,灯泡、R0、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U0,使灯泡正常发光。
[6]断开原开关,重新闭合开关S、S2,滑动变阻器滑片位置保持不变,电路连接方式不变,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,此时电压表测量灯泡与R0的总电压,记录电压表示数为U。
[7]根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压
灯泡的额定电流
灯泡的额定功率为
8. B D 2.5 0.75 11.67 保持滑动变阻器的位置不变
【详解】(1)[1]滑动变阻器串联接入电路,且要求一上一下,要求滑动向左滑动时,灯泡变亮,故需要接滑动变阻器的A接线柱,故如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,滑片需要位于阻值最大处,故应将滑片移到B处。
(3)[3] A.若开关短路,灯泡一直亮,故A不符合题意;
B.若灯泡短路,灯泡一直不亮,故B不符合题意;
C.若电压表断路,灯泡会一直亮,故C不符合题意;
D.只有灯泡接触不良,才会一会亮一会不亮,故D符合题意。
故选D。
(4)[4][5]小灯泡的额定电压为2.5V,故当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;如图乙所示,为电流表,选择小量程,分度值为0.02A,故读数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(5)[6]当灯泡正常发光时,滑动变阻器需要分担的电压为
实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于
(6)[7][8]闭合开关S和S1,断开开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U额,此时滑动变阻器与定值电阻与灯泡串联,且电压表测量小灯泡的电压,让小灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片的位置不变,此时闭合开关S和S2,断开开关S1,电压表测量待测定值电阻和灯泡的电压,这样定值电阻的电压就是可以测量出,为,通过定值电阻就可以求出小灯泡的额定电流;故灯泡的额定电流为
小灯泡额定功率的表达式
9. C 右 1.25 A 电阻 探究电流与电阻之间的关系
【详解】(1)[1]由图可知,电压表接在了滑动变阻器和灯泡的两端,测量它们的总电压。电压表应并联在小灯泡的两端,测量小灯泡两端的电压。如图所示:
(2)[2]连接好电路后闭合开关,滑动变阻器的滑片位于阻值最大处,小梅发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,说明电路中的电流太小,只需要移动滑片即可。
故选C。
(3)[3][4]实验时,电压表的示数如图乙所示,电压表选择小量程,示数为1.9V,小于额定电压,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路分压原理,需要将滑动变阻器的电压调小,滑动变阻器阻值变小,故滑片向右端移到某一位置;小灯泡的额定功率为
(4)[5][6]根据步骤可知,需要测量小灯泡的额定电压,故开关S1接A,电压表只测量小灯泡的电压,让小灯泡正常发光;后保持滑动变阻器的滑片不变,将开关S1接B,电压表测量定值电阻与灯泡的电压;则定值电阻的电压为
电路中的电流为
小灯泡的额定功率为
(5)[7]在测量小灯泡的电功率时,测量了小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,由欧姆定律可知,还可以测量小灯泡的电阻。
(6)[8]此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,此时只需保证定值电阻两端的电压不变就可以探究电流与电阻之间的关系。
10. 断开 A 小灯泡断路 B 0.8 0.64
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接实物电路时开关应处于断开状态;闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片移到阻值最大处的A端。
(2)[3]开关闭合,电流表完好但示数为零,说明电路中有断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱到电源正负极的连接是连通的,所以电路故障可能是小灯泡断路导致电压表串联在了电路中。
(3)[4][5]由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V;灯泡两端电压低于额定电压,为使其正常发光,应减小滑动变阻器的阻值,将滑片向右端即B端滑动,使电压表的示数为2.5V;由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
(4)[6]调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电路中的电流为0.32A,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U额=4.5V-2.5V=2V
滑动变阻器的功率
P滑=U滑I=2V×0.32A=0.64W
11. 3 1.5 0.24 0.36 10 0.9
【详解】(1)[1]因为要求滑片位于右端时,接入电路的阻值最大,所以滑动变阻器应该选择左下接线柱,故将电源负极与变阻器左下接线柱连接即可。如图所示
(2)[2]导线M发生了断路时,相当于将电压表直接接在电源的正、负两极,即测电源电压,故电压表的示数为3V。
(3)[3][4][5]由图乙知,电压变的分度值为0.1V,读数为1.5V;电流表的分度值为0.02A,读数为0.24A。根据得,小灯泡的功率为
(4)[6][7]由题知灯泡的额定电流为0.3A。仅闭合S2时,灯泡R2和R1串联,根据得,电源电压为
仅闭合S1,R2调至5Ω时,电流表的示数为0.3A,灯泡L和R2串联,根据得,灯泡的额定电压为
根据得,灯泡的电阻为
根据得,灯泡的额定功率为
12. 断路 B 0.8 1 不动
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,电压表的量程选择0~3V,电压表和灯泡并联,当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,电流表的量程选择0~0.6A,电流表串联在电路中,变阻器“一上一下”串联接入电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有明显的偏转,说明电压表的两个接线柱与电源连接,可能小灯泡断路。
(3)[3]由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数为1.5V,小于灯泡的额定电压,为了使小灯泡正常发光,需要增大灯泡两端的电压,由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的电阻,滑片向B端移动。
[4]当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.32A=0.8W
(4)①[5]连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点1,电压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额。
②[6]保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到触点2,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数U1。
③[7]定值电阻两端的电压
U0=U1-U额
根据欧姆定律得,通过定值电阻的电流
根据串联电路中电流处处相等,则小灯泡的额定电流
小灯泡的额定功率
13. B F 滑动变阻器连接了下面两个接线柱 0.24 0.6
【详解】(1)[1]灯泡正常发光电流约为
I==0.25A
电流表选择量程0-0.6A,选择电流表A1(量程0~0.6A)。
[2]当灯泡正常发光时,电路的总电阻
R总==24Ω
变阻器连入电路的电阻
R滑=R总-RL=24Ω-10Ω=14Ω
所以选择滑动变阻器“50Ω 2A”。
(2)[3]小灯泡的额定电压2.5V,电压表选择0-3V,电压表和灯泡并联,电流表串联在电路中,变阻器一上一下连接,如图所示:
(3)[4]灯泡发光较暗,电流表有示数说明电流太小,滑动变阻器的阻值太大,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变,说明滑动变阻器同时接到下面两个接线柱上。
(4)[5]由图丙可知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。
[6]小灯泡的额定功率为
P额=ULI额=2.5V×0.24A=0.6W
14. 电流表指针没有调零 B 2.4 a 调节小灯泡两端电压 0.625 小灯泡断路
【详解】(1)[1]由功率定义得
所以本实验的实验原理是
(2)[2]闭合开关前检查仪器时,发现电流表指针位置如图乙所示,因为电流表没有电流通过,所以其原因是电流表指针没有调零。
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视电压表示数,防止灯泡两端电压过高烧坏灯泡,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[4]电压表的示数如图丙所示,电压表用的小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.4V,即电压大小为2.4V。
[5][6]要测量小灯泡的额定功率,则应使电压表示数为2.5V,故应将滑片P向a端移动,使变阻器接入电路的电阻变小,分压小,灯泡两端电压会变大,说明滑动变阻器除了保护电路外,还有调节小灯泡两端电压的作用。
(5)[7]根据图像可知,当灯泡两端电压达到额定电压2.5V时,额定电流为0.25A,则根据得,小灯泡的额定功率是
(6)[8]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有较大示数,电流表无示数,则电路断路,故障可能是与电压表并联的小灯泡断路。
15.
B 右 0.95 偏大 越大 不能 b
【详解】(1)[1]根据题意可知,探究小灯泡亮度与实际功率的关系的实验中,滑动变阻器和小灯泡串联,电压表应测量小灯泡两端的电压,电流表测量电路中电流;原电路中电压表测量滑动变阻器和小灯泡的总电压,即电源电压,移动滑动变阻器示数几乎无变化,故电压表与滑动变阻器连接的一端错误,要使电压表测量小灯泡两端电压,应将电压表左端负接线柱与小灯泡左端接线柱相连,如图所示:
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能出现了断路故障,电压表有示数,说明电压表测量部分以外的电路没有断路情况,发生断路的位置只能在电压表所测量的部分,因此可判断电路故障为灯泡断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]小灯泡正常发光时两端电压为2.5V,此时电压表的示数为2.2V,低于小灯泡的额定电压2.5V,故为使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路的电压规律,小灯泡两端电压增大,则滑动变阻器的电压应减小,由分压原理可知,电阻越小,分压越小,要使滑动变阻器两端电压减小,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻值,故滑片应向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
[4]由乙图可知,电流表选用的是0~0.6A量程,0~0.2A之间有10个小格,分度值为0.02A,电流表指针指在0.2A右侧的第9个小格处,所以电流表示数为0.38A,即小灯泡的额定电流为I额=0.38A,小灯泡的额定电压为U额=2.5V,则小灯泡的额定功率为
[5]由记录数据可知,小灯泡的电阻随电压变大而变大,用已经测量的其中一组数据,计算出1V电压下小灯泡的电阻R,小于灯泡在额定电压2.5V下的电阻。根据可知,电压一定时,电阻越小,功率越大,计算出的1V电压下小灯泡电阻R小于灯泡在额定电压2.5V下的电阻,因此计算小灯泡在2.5V下的额定功率时,按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比偏大。
(4)①[6]由实验表格中的数据可知,小灯泡的实际电压越高,实际电流越大,消耗的实际电功率越大,灯泡越亮。
②[7]由于小灯泡在不同电压下的功率不同,实际功率不是定值,所以不能多次测量取平均值减小误差。
(5)②[8]根据题意可知,实验中电压表故障无法测量电压,故采用间接法计算出电压,实验整体思路为:设计电路让待测电阻与滑动变阻器最大阻值并联,利用并联电路各支路两端电压相等求出待测电阻两端电压,再利用电流表测出干路电流和滑动变阻器所在支路电流,利用并联电路干路电流等于各支路电流之和求解出流过待测电阻支路的电流,进而求出待测电阻的阻值。已知滑动变阻器的最大阻值为R0,当滑片P移动到b端时,待测电阻短路,电路为滑动变阻器最大电阻为R0的简单电路,电流表测电路的电流I2,由公式可得出电源电压为
故应将滑片P移动到b端,记录电流表示数I2,得出电源电压。
③[9]根据题意,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,滑动变阻器与待测电阻Rx并联,电流表测量干路中电流示数为I1,根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律可知通过待测电阻的电流为
电源电压为,由公式可得出待测电阻RX的阻值为
16. 为了保护电路,闭合开关前滑动电阻器的滑片在阻值最大处 发生短路 0.28 0.7 3 大于 小于 2.5
【详解】(1)[1]为保护电路,防止电流过大损坏电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。
[2]由题意可知,电压表测量小灯泡两端电压,电流表测量电路中电流,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表示数有变化,说明电路没有断路,电压表无示数,且电表无故障,则说明可能是小灯泡发生短路。
(2)[3]当灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,电流表选用0~0.6A量程,在0~0.2A之间有10个小格,故分度值为0.02A,图丙中电流表指针指在0.2A右侧第4个小格处,因此电流表示数为0.28A。
[4]由上可知电流表示数为0.28A,即小灯泡额定电流为I额=0.28A,小灯泡的额定电压为U额=2.5V,则小灯泡的额定功率为
[5]由题意,为使实验数据更丰富,可使小灯泡两端电压约高出额定电压的,小灯泡的额定电压为U额=2.5V,则将小灯泡两端电压调节至约
(3)[6]由图丙可知,小灯泡两端电压等于额定电压一半时,即
由丙图可读出此时对应的电流I半≈0.2A,根据欧姆定律可得出小灯泡两端电压等于额定电压一半时的电阻约为
小灯泡正常发光时的电阻为
小灯泡正常工作时电阻的一半为
故由上分析得出,即当小灯泡两端电压等于额定电压一半时,其电阻大于正常工作时电阻的一半。
[7]由[6]可知电压U半=1.25V,电流I半≈0.2A,根据公式可知,小灯泡两端电压等于额定电压一半时的实际功率约为
小灯泡额定功率的一半为
故,即小灯泡两端电压等于额定电压一半时,其实际功率小于额定功率的一半。
(4)①[8]根据题意,通过图丁电路图测小灯泡的额定功率,闭合开关S和S1,断开S2,小灯泡与定值电阻R0串联,电压表测量小灯泡两端电压,小灯泡达到额定功率时,小灯泡两端电压应为额定电压,因此应调节滑动变阻器的滑片使小灯泡达到额定电压U额=2.5V,即电压表示数为2.5V。
③[9]当保持滑片P不动,断开开关S1,闭合S2,小灯泡与定值电阻R0连接方式未变,仍为串联,电路中电流与①中电流相等,电压表测量小灯泡和定值电阻的总电压,其示数为U1,即
推出定值电阻R0两端电压为
电路中电流为
小灯泡的额定功率为
17. B 2.4 B 0.5 电阻
【详解】(1)[1]AC.如果小灯泡断路或滑动变阻器断路,电路中将无电流,故AC不符合题意;
B.如果小灯泡短路,电流表仍处于通路,电路中有电流,电流表有示数,而小灯泡短路两端电压为0,所以电压表无示数,故B符合题意。
故选B。
(2)[2]如图所示,电压表接入的是0~3V的量程,分度值为0.1V,所以此时小灯泡两端电压为2.4V。
(3)[3]小灯泡的额定电压为2.5V,此时电压低于定额电压,根据串联电路分压的规律,使用灯泡两端电压增加,则滑动变阻器两电压要减小,滑动变阻器接入的阻值要减小,故滑动变阻器要向B端移动。
(4)[4]根据图丙,当灯泡正常发光时,两端电压为时,,则小灯泡的额定功率为
(4)[5]甲图可以测量小灯泡工作时的电流和两端电压,根据欧姆定律,可以计算出灯泡的电阻,故甲图实验电路还可用于测量小灯泡工作时的电阻。
18. B 0.3 0.75
【详解】(1)[1]A.若电流表内部断路了,则整个电路断路,两表都没有示数,故A不符合题意。
B.若灯座内部出现了短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,故B符合题意。
C.若灯泡的灯丝断了,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,故C不符合题意。
故选B。
(2)[2][3]由图乙可知,当电压表的示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(3)③[4]闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额;电压表测灯的电压,灯正常发光,闭合开关S,断开S1,再闭合S2,保持滑动变阻器滑片P位置不动,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压
U0=U-U额
由欧姆定律可得,灯泡的额定电流
小灯泡额定功率的表达式
19. 断开 右 a 1
【详解】[1]测量小灯泡额定功率的实验原理是.
[2][3]为了保护电路,小珍连接电路时,开关应处于断开状态;且闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处,由图知滑片应置于右端.
[4][5]为测量小灯泡额定功率,闭合开关S,应将拨到触点a,此时电压表测灯泡两端电压,所以移动滑片P,使电压表的示数为,此时灯泡正常发光;
[6][7]在确保整个电路安全情况下,保持滑片P位置不变,将开关拨到另一触点,即触点b,此时电压表测灯泡与定值电阻的总电压,电压表示数应大于,所以,由图乙根据电压表的量程可知,电压表应使用量程,分度值,其示数为;
由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡正常发光的电流:
,
则小灯泡的额定功率:
.
【点睛】重点是测量小灯泡电功率的实验,难点是缺少电流表时的实验方案设计,结合已知电阻设计串联电路,根据两次电压表的示数差可知定值电阻的电压,再结合定值电阻求电流,进而测出功率.