某同学做测定“小灯泡的额定电功率”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(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω,1A)以及符合实验要求的电表、开关和导线.如图甲是小亮同学没有连接完整的电路.
(1)本实验的实验原理是______.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整,并在图丁的方框中画出电路图.
(3)该同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是______(写出一种即可).
(4)该同学排除故障后闭合开关,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
(5)当电压表的示数如图乙所示时,其读数为______V;要测量小灯泡的额定功率应将滑片P向______端移动(选填“A”或“B”).当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W,此时小灯泡的电阻是______Ω(结果保留一位小数).该实验中滑动变阻器除了调节电灯两端电压外,还有______的作用.
(6)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于______Ω.
(1)该实验的实验原理是P=UI;
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表的量程应选择0~3V,将电压表并联在小灯泡两端,开关控制电路,滑动变阻器、小灯泡、电流表串联,电压表并联在小灯泡两端,实物图和电路图分别如下:
(3)灯泡不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路断路造成的;电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源连接相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,综合分析可知,小灯泡断路;
(4)闭合开关,要使灯泡两端的电压达到额定电压值,则移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视电压表的示数.使灯泡两端电压等于灯泡额定电压为止;
(5)电压表的量程为0~3V,分度值0.1V,电压表的示数为1.8V,小于小灯泡的额定电压,所以要提高灯泡两端的电压,根据串联电路的分压特点,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻,即应将滑片P向B端移动;
电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,电流表的示数为0.24A,此时小灯泡正常发光时,则小灯泡的额定电流为0.24A,
小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W,
小灯泡的电阻RL=
=U额 I额
=10.4Ω,2.5V 0.24A
滑动变阻器在电路中一方面可以保护电路,另一方面可以改变灯泡两端电压;
(4)电源电压为6V,电压表示数始终为2V,即定值电阻R两端电压为2V,则滑动变阻器两端的电压为6V-2V=4V,
∵串联电路电压处处相等,
∴I=
=UR R
,U变 R变
数据代入得,
=2V R 4V R变
R=
≤R变 2
=25Ω,即更换的电阻阻值不能够大于25Ω.50Ω 2
故答案为:(1)P=UI;(2)如上图;(3)电路断路;(4)B;(5)1.8;B;0.6;10.4;保护电路;(6)25.