【題目】在“測定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,選用如圖甲所示的器材,其中電源電壓為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V(燈絲電阻約為10Ω).

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整.

(2)為了能夠順利完成實(shí)驗(yàn)探究,下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用

A.“10Ω 0.5A”的滑動變阻器

B.“50Ω 0.5A”的滑動變阻器

(3)閉合開關(guān)前,應(yīng)將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到_______(選填“A”或“B”)端.

(4)閉合開關(guān),移動滑片,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)是 _____ V;為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 (選填“A”或“B”)端移動.

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù),繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖象(如圖丙所示).分析圖象可知:

①小燈泡的額定功率為________ W.

②小燈泡燈絲電阻是變化的,主要是受 ______ 變化的影響.

③實(shí)驗(yàn)中觀察到:當(dāng)小燈泡兩端的電壓低于0.5V時(shí),小燈泡不發(fā)光,根據(jù)圖象分析其原因是 ___________.

(6)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小華在缺少電壓表的情況下,根據(jù)繪制出的小燈泡電流與電壓關(guān)系圖象,設(shè)計(jì)出了一個(gè)測未知定值電阻的電路,如圖丁所示.請根據(jù)電路圖將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:

①閉合S1,斷開S2,移動滑片P,使電流表的示數(shù)為0.25A② __________ 表達(dá)式:Rx= _____________.

【答案】(1)圖略(2)B(3)A(4)2.2 B (5)0.625 溫度 實(shí)際電功率太小,(6)斷開S1,閉合S2,讀出電流表的示數(shù)I、2.5/(I-0.25)

【解析】

試題分析:(1)由題燈泡正常發(fā)光電路中電流約為:I=UL/RL=2.5V/10Ω=0.25A,此時(shí)變阻器兩端電壓U =U-UL =6V-2.5V=3.5V,變阻器連入阻值R=U/I=3.5V/0.25A=14Ω,故應(yīng)選50Ω 0.5A的滑動變阻器;

(2)測額定電壓為2.5V燈泡電功率時(shí),要測量燈泡兩端電壓和通過燈泡的電流,電壓表與燈泡并聯(lián),使用0-3V量程;電流表與燈泡串聯(lián),由(1)電流表使用0-0.6A量程,實(shí)物連接如圖所示

(3)為保護(hù)電路,閉合開關(guān)時(shí)保證電流最小,要把滑動變阻器調(diào)到阻值最大處,即滑片遠(yuǎn)離下端B所使用的接線柱,滑片滑到A段。

(4)由圖乙,電壓表使用0-3V量程,分度值0.1V,示數(shù)為2.2V,要測量小燈泡的額定功率,需增大燈泡電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理,應(yīng)減小滑動變阻器連入阻值,即向B端移動;

(5)當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),燈泡正常發(fā)光,由丙圖象此時(shí)燈泡的電流為0.25A,燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;

由圖象可知,燈泡的電流與電壓不成正比,即燈泡電阻是變化的,原因是燈絲電阻受溫度的影響;

實(shí)驗(yàn)中觀察到:當(dāng)小燈泡兩端的電壓低于0.5V時(shí),小燈泡不發(fā)光,根據(jù)圖象分析其原因是實(shí)際電功率太小,達(dá)不到發(fā)光程度;

(6)按照電路圖正確連接電路;

開關(guān)S1 閉合,S2 斷開,此時(shí)燈泡與電阻并聯(lián),它們兩端電壓相等,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使得電流表的示數(shù)分別為0.25A、0.2A或0.1A,則由圖象可知,對應(yīng)的電壓分別為2.5V,1.5V,0.5V,

保持滑片位置不動,斷開開關(guān)S1 ,閉合開關(guān)S2 ,此時(shí)燈泡與定值電阻并聯(lián),電流表測干路電流,記下電流表的讀數(shù)為I,通過定值電阻的電流Ix =I-IL =I-0.25A,或I-0.2A,或I-0.1A,Rx 的表達(dá)式為:Rx =U/(IIL

=2.5V/(I0.25A)或1.5V/(I0.2A)或0.5V/(10.1A

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