在测量小灯泡的电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V.(1)为了测量更精确.电压表应选择的量程是0﹣
问题详情:
在测量小灯泡的电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)为了测量更精确.电压表应选择的量程是0﹣_______(选填“3”或“15”)V.
(2)小明按图*连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数.则故障原因可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为_______A.
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示.
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向_______(选填“左”或“右“)端滑动:随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变_______(选填“大”或“小”).
(5)小明还设计了如图*所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率.已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0,小灯泡的额定电压为U额.请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额;
②接着_______;
③调节R1的滑片调至最左端,记下电压表示数U1;将R1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡额定功率的表达式:P=_______(用R0、U额,U1、U2表示)
【回答】
3 短路 0.3 左 小 保持变阻器R1的滑片位置不动,断开S1闭合S2,移动变阻器R2使电压表不变 (U1﹣U2)
【解析】
(1)灯的额定电压为3V,故为了测量更精确电压表应选择的量程是0﹣3V.
(2)若小灯泡短路,灯不亮,电路为通路,电流表有示数,电压表没有示数,符合题意;
若小灯泡断路,则电压表串联在电路中,电流表没有示数,电压表与电源连通测电源电压有示数,不符合题意;所以故障原因可能是小灯泡短路;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A;
(4)根据表中数据,电路中的电流越来越小,由欧姆定律,电路的总电阻越来越大,故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动;
根据由欧姆定律的变形式,计算灯的电阻分别为8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω……2.0Ω,所以随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变小;
(5)小明还设计了如图*所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率.已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0,小灯泡的额定电压为U额.请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额;
②接着,保持变阻器R1的滑片位置不动,再断开S1闭合S2,移动变阻器R2使电压表示数不变;
根据等效替代的原理知,此时R2=RL;
③将R1的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R1的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,
在③中,将R1的滑片P调至最左端,R1连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压;再将R1的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R2的电压,根据串联电路电流相等和欧姆定律可得:
,
解得:
;
根据得小灯泡额定功率的表达式:
.
【点睛】
重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验,难点是最后一问缺少电流表时,结合滑动变阻器R1的最大阻值,根据最后两次电压表的示数差可知滑动变阻器R1的的电压,再结合欧姆定律把R2表示出来,进而得出功率的表达式.体会实验中利用了等效法。
知识点:电阻的测量
题型:实验,探究题