初三(2)班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.实验桌上有如下器

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  • 解题思路:(1)根据灯泡额定电压选择电压表量程,根据小灯泡的额定电压和电阻值计算正常发光时的电流选择电流表量程;根据图甲所示电路图连接实物电路图,连接电路时,注意电表正负接线柱不要接反;(2)根据电源电压及小灯泡的额定电压和电流,计算出滑动变阻器的最大阻值进行判断;(3)滑动变阻器应接一上一下两个接线柱,如果同时接下面两个接线柱,则电路电流较小,灯较暗;(4)灯泡在额定电压下的功率为额定功率,不能把不同电压下实际功率的平均值作为额定功率;计算出三次电阻的大小,结合表格中的电压变化得出结论.

    (1)由已知条件知,小灯泡的额定电压为3.8V,则电压表量程应选择0~15V,

    被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.灯泡正常发光时的电流大约为I'=

    UL

    R′L=[3.8V/10Ω]=0.38A,则电流表量程应选择0~0.6V,

    滑动变阻器、电流表、灯泡串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,实物图连线如下:

    (2)电源电压为6V,灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压U'=U-UL=6V-3.8V=2.2V,

    由(1)可知,小灯泡正常发光时的电流大约为0.38A,即电路中电流为0.38A,

    所以滑动变阻器的接入电路的阻值为R'=[U′/I′]=[2.2V/0.38A]=5.5Ω,R1阻值5Ω,偏小,不符合题意,

    灯泡的电阻约为10Ω.R3阻值为500Ω,R3阻值过大,在移动滑片时,电表变化很大,不易操作,

    综上所述滑动变阻器应选用R2

    (3)灯泡较暗、两表的示数均较小,说明电路中电流很小,电阻很大,

    移动滑动变阻器滑片,现象不变,说明移动滑片不能改变变阻器接入电路的电阻,

    综上可知,故障原因为:滑动变阻器全部接入电路中,即同时接下面两个接线柱;

    (4)不同电压下灯泡的功率不同,灯泡在额定电压下的功率是灯泡的额定功率,不能取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率,

    由表知,电压为额定电压3.8V时的功率是1.14W,即:额定功率是1.14W;

    由表格可知,三次实验中电阻分别为R1=

    U1

    I1=[3.0V/0.25A]=12Ω,R2=

    U2

    I2=[3.8V/0.3A]=12.7Ω,R3=

    U3

    R3=[4.5V/0.35A]=12.9Ω,电阻逐渐增大,

    在此过程中,电阻两端的电压不断增大,说明随着电压的升高,该灯泡在实验过程中的电阻变大.

    故答案为:(1)如上图;(2)R2;(3)滑动变阻器同时接下面两个接线柱;(4)1.14;变大.

    点评:

    本题考点: 电功率的测量.

    考点点评: 本题考查了连接电路图、滑动变阻器的选择,电路故障分析、求灯泡的额定功率、分析灯丝电阻的大小变化等问题,是实验的常考内容,要掌握;在连接电路时要注意电表量程的选择.

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