(10分)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)连接电路时开关应 .
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端.
(4)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表无示数,电流表有示数,则故障的原因可能是 .(写出一种即可)
(5)小明闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,则此时灯泡消耗的实际功率 额定功率(选填“>”、“<”或“=”).
(6)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数, 并绘制成I-U图像(图丙),根据图像,可计算出小灯泡的额定功率是 W.根据图像I与U不成正比,原因是 。
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解答:解:(1)连接电路时,开关要处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路电流过大,损坏元件.
(2)灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择0~3V量程,电压表与灯泡并联,
灯泡的电流大约为:I==0.25A,所以电流表选择0~0.6A量程,电流表与灯泡串联,如图.
(3)滑动变阻器滑片处于A端时,连入电路的电阻最大,起保护电路的作用.
(4)电压表无示数,说明与电压表两端电压为零,电流表有示数,说明电路通路,小灯泡始终不亮、说明小灯泡被短路,所以电路的可能故障原因是:灯泡短路.
(5)电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,所以电压表的示数为2.2V,小于额定电压,实际功率小于额定功率.
(6)由图象知:灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.2A,
灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.由图象可知:灯泡在0.5 V、1.5 V、2.5 V时,对应的电流分别为:0.06A、0.16A、0.2A,根据R=得出,对应的电阻分别为:8.3Ω、9.4Ω、12Ω,所以,灯泡电压增大,电阻逐渐增大.在实验过程中,灯丝的长度、横截面积、材料不变,电压增大,温度升高,电阻增大,所以,灯丝电阻可能随温度变化而变化.
(7)电压表示数增大时,电流表的示数减小,说明电压表所测量部分电阻增大,即可能是电压表并联在滑动变阻器两端了
故答案为:(1)断开;(2)如图;(3)A;(4)灯丝断路;(5)2.2;<;(6)0.5;灯丝电阻随温度的变化而变化.(7)电压表并联在滑动变阻器两端;
点评:本题考查了测“小灯泡电功率”的实验中实验器材的正确使用、电路的连接、注意事项、电路故障分析和利用欧姆定律及功率的计算等问题,虽综合性强,但都是很基础、很重点的知识,只要掌握以上知识点,解决此题不难.