问题描述:
在做测量小灯泡电功率的实验,所用小灯泡额定电压为2.5V,额定功率不超过1.5W.(1)小明和小红先用伏安法测小灯泡的额定功率,他们连好的部分电路如图1所示,请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
(2)小明在实验中连接好电路,闭合开关后,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是___.
(3)排除故障后,小明同学闭合开关移动滑片P到某一点时发现电压表、电流表情况如图2所示,此时小灯泡的实际电流是___A,此时小灯泡的亮度___(选填“正常”、“较亮”或“较暗”),要想测出小灯泡的额定功率需要把滑片向___端移动(选填“A”或“B”).
(4)小明和小红尝试用其他方法测该小灯泡的额定功率,他们设计的电路如图3所示,请你把他们的实验步骤补充完整,并根据他们的实验数据计算出小灯泡额定功率的大小(电源电压保持不变).
a:闭合开关S和S2,滑片移动到最左端,选择电压表合适量程,读出电压表示数为4.5V.
b:闭合开关S和S1,选择电压表的合适量程,移动滑片直到电压表示数为小灯泡额定电压2.5V.
c:保持滑片位置不变,闭合开关___,读出此时电压表示数为2.7V,则可知小灯泡的额定功率大小是___W.
最佳答案:
(1)由P=UI可知,灯泡的额定电流约为:I=
P额 |
U额 |
1.5W |
2.5V |
将灯泡与电流表串联,电压表并联在灯泡两端;如下图所示:
(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为灯泡断路;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.42A;
由于电路电流小于灯泡的额定电流,因此滑动变阻器接入电路的阻值需减小,故将滑片向B端移动;
(4)闭合开关S和S2,滑片移动到最左端,电压表测量电源电压,则电源电压为4.5V;
当断开开关S2,闭合开关S、S1时,滑动变阻器与灯泡串联,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
U=UL+UR,即:4.5V=2.5V+IR-----①
保持滑片位置不变,断开开关S1、同时闭合开关S、S2时,滑动变阻器与电阻R0串联,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
U=U0+UR′,即:U=U0+I0R,
所以,4.5V=2.7V+
2.7V |
6Ω |
解①②可得,R=4Ω;I=0.5A;
则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W.
故答案为:(1)见上图; (2)灯泡断路;(3)0.42;较暗; B;(4)S和S2;1.25.