解题思路:(1)滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在灯泡两端,电压表用3V量程.
(2)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值,滑动变阻器接左半段,滑片至右端接入电路的阻值最大.
(3)确定电流表的量程、最小分度值,根据图示读出电流表的示数.
①根据表中额定电压U对应的电流值I,由公式P=UI求出额定电压下灯泡的实际的功率,比较实际功率与额定功率判断灯泡是否合格.
②已知灯泡额定功率与额定电压下的实际功率,根据P=
U
2
R
判断灯丝电阻阻值是偏大还是偏小,再影响导体电阻的因素判断灯丝的长短.
(4)小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积,小灯泡的额定电压U0已知,关键是测出额定电流.可以不考虑S1和滑动变电阻的作用,假设都是闭合状态,分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系,看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流.
(1)灯泡右端接线柱接滑动变阻器右端上面接线柱,滑动变阻器串联在电路中;灯泡右端接线柱接电压表3V接线柱,电路图如图所示.
(2)按图连接电路,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至右端.
(3)电流表的量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.4A.
①由表知电压为额定电压U=2.5V时,电流I=0.4A,灯泡实际功率P实=UI=2.5V×0.4A=1W;灯泡的额定功率P额=0.75W,
在额定电压下实际功率P实>P额,所以灯泡不合格.
②因为P实>P额,由P=
U2
R知灯丝电阻偏小,因为导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关,因为灯丝电阻偏小,在小灯泡钨丝的粗细是一定的情况下,这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比短了.
(4)A、S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数.测不出灯泡的额定电流,该电路图不能测出小灯泡的额定功率;
B、S2闭合S3断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正极、下端为负极;
S3闭合S2断开,电压表测定值电阻R两端的电压,其上端为负极,下端为正极;
电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,B图不能测出小灯泡的额定功率;
C、开关处于1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U;
开关处于2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压U0,则小灯泡的电流为I=
U−U0
R,小灯泡的额定功率表达式
是P=U0I=
U−U0
RU0.
D、开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;
开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流.测不出灯泡的额定电流,该电路图不能测出小灯泡的额定功率.
故答案为:(1)电路图如图所示.(2)右.(3)0.4; ①不合格;在额定电压的条件下小灯泡的实际电功率大于额定功率了.②短了.(4)C.
点评:
本题考点: 探究用电器的电功率实验.
考点点评: 1、导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关,在材料、横截面积相等的情况下你,导体越长导体电阻越大.
2、判断能不能测灯泡额定功率的电路时,应(1)知道电功率的计算公式;(2)能够分析开关闭合断开时电路的连接情况,综合性较强,很容易出错.