五、测量小灯泡的电功率
1.小泉和小港想测量两只分别标有“2.5V”和“0.5A”的小灯泡L1和L2的额定功率。
(1)图甲是小泉测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并在图甲中改正;
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 端;
③闭合开关后,电压表示数为2V,应向 移动滑片P,使电压表示数为 V,小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙,则小灯泡L1的额定功率为 W。
(2)小港利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率,请在图丙虚线框内补上小灯泡、电流表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路图完整。
2.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于___________端(选填“M”或“N”);
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电压表示数为3.0V,你认为产生该现象的原因是___________发生了开路;
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定电功率,手在移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应观察___________;
(4)小滨移动滑动变阻器的滑片过程中,测量出了4组实验数据,描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。当电压表示数为___________V时,小灯泡正常发光时,此时小灯泡的功率为___________W;
(5)同组的小盈通过计算指出曲线上所标出的五个点中,___________点并不是实验直接测得的数据,她的理由是___________。
3.在测量“2.5V”小灯泡电功率实验中,使用的电源电压恒为4.5V。
(1)用笔画线代替导线将图1电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表示数有变化,则电路的故障是 。
(3)某同学测出了三组正确的数据,但粗心的他并没有把数据填入对应的表格中,而是将数据随手写在草稿纸上(如图2)。分析数据可知:实验测得的小灯泡额定功率为 W;三次实验中,滑动变阻器连入电路的最大阻值是 Ω。
4.小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为 V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W;
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答: 。
答案:(1)b;断路;(2)1.2;6.25;1;(3)增大;(4)温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可知,电阻丝两端的电压越大,因此选择电压表改装为温度显示仪。
5.在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为9Ω,按如图甲所示连接好电路。
(1)连接电路时应断开开关,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移到 (选填“A”或“B”)端;
(2)小明试触时,发现电流表指针偏转如图乙所示,电路连接出现的问题为电流表 (选填答案序号);
A.量程选择过大;
B.量程选择过小;
C.正负接线柱接反;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时电压表示数为2.1V,为了让灯泡正常发光,滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)移动滑片使灯泡正常发光,电流表示数如图丙所示,灯泡的额定功率为 W;
(5)小明同学通过计算发现在不同功率下灯泡的电阻不同,主要原因是灯泡的电阻受 的影响;
(6)在测量小灯泡电功率拓展实验中,电流表坏了,老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丁所示的实验电路图,下面是某同学的实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U额;
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额=
(用“U额”“U”和“R0”表示)。
答案:(1)A;(2)C;(3)B;
(4)0.75;(5)温度;(6)U额(U-U额)/R0。