图是小兰同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图。灯泡的额定电压是2.5V,电阻约9Ω,滑动变阻器阻标有“20Ω 1A”字样:
(1)把电压表正确连入电路
(2)在开关闭合前,应将滑片P放在______端。(选填“A”或“B”)
(3)小兰合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。小兰分析产生故障的原因可能是:①小灯泡灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器开路。(电流表、电压表均无故障)
请你依据表一中电流表、电压表示数可能出现的几种情况,帮小兰判断故障原因,并将其序号填写在表一对应的空格里。
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电流表 | 电压表 | 故障原因 |
示数不为0 | 示数为0 | |
示数为0 | 示数不为0 |
(4)排除故障后,小兰调节变阻器滑片的位置,使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V,依次测出通过小灯泡的电流,并观察发光情况,记录在表二中。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,此时小灯泡电阻是________Ω。小灯泡的额定功率是________W。(计算结果保留两位小数)
U/V | I/A | R/Ω | 灯泡亮度 |
2 | 0.25 | 8 | 暗 |
2.5 | 亮 | ||
2.8 | 0.32 | 9 | 很亮 |
(5)请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小,提出一个合理的猜想:_____________________。
(1)电压表"-"接线柱跟小灯泡左接线柱或电流表"0.6"接线柱相连,电压表"3"接线柱跟小灯泡右接线柱或滑动变阻B接线柱相连,其它接法不得分;(2)A;(3)上空② 下空①;(4)8.33 0.75;(5)小灯泡发光赿亮,其电阻赿大,或灯丝温度赿高,其电阻赿大。其它答案合理即可得分。
分析:(1)电压表与灯泡并联测灯泡电压,注意正负接线柱.
(2)开关闭合前,滑片处于最大阻值处.
(3)灯泡不亮可能是电路断路或灯泡短路,
如果灯泡断路,电流表无示数,电压表串联在电路中,测电源电压;
如果灯泡以外的电路断路,电流表无示数,电压表也无法测电压,电压表示数为0;
如果灯泡短路,电路是通路,电流表有示数,电压表测导线电压,示数为0.
(4)电流表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数.
知道灯泡正常工作时电压和电流,根据R=计算电阻,根据P=UI计算功率.
(5)灯泡电压增大时,比较电阻和灯泡亮度的变化提出猜想.
解答:解:(1)电压表与灯泡并联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如图:
(2)闭合开关前,滑片处于A端阻值最大,电路电阻最大,电流最小,滑动变阻器对电路起保护作用.
(3)①灯泡灯丝断了,电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,测电源电压,示数不为0,
②灯泡短路,电路是通路,电流表有示数,电压表测导线电压,示数为0,
③滑动变阻器开路,电路断路,电流表示数为0,电压表无法测电压,示数为0.
(4)电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.3A,
R==8.33Ω,
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.
(5)从表格分析,灯泡电压增大,电阻增大,灯泡亮度增大,所以猜想为小灯泡发光越亮,其电阻越大.
故答案为:(1)如上图;(2)A;(3)如下表;(4)8.33; 0.75;(5)小灯泡发光越亮,其电阻越大.
电流表 | 电压表 | 故障原因 |
示数不为0 | 示数为0 | 灯泡短路 |
示数为0 | 示数不为0 | 灯泡断路 |
先通过移动滑动变阻器滑片判断是通路还是故障,再由电流表示数判断是短路还是断路,再由电压表判断故障的具体位置.
(2)本题包含的知识多并且题目比较长,给学生的心理上造成压力,增大了解题的难度.