小明同学做测定“伏安法测量小灯泡电阻”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的电表、开关和导线,滑动变阻器规格(40Ω??1

发布时间:2020-08-09 11:14:14

小明同学做测定“伏安法测量小灯泡电阻”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的电表、开关和导线,滑动变阻器规格(40Ω??1A).

1)用笔画线代替导线将图1甲电压表正确连入电路;
2)在连接电路时,开关应断开;滑片P应移到最________(填“左”或“右”)端再闭合开关;实验中,当滑片P移到某一位置时,电流表A和电压表V示数如图2所示,则此时小灯泡的阻值为_________Ω.
3)小明在实验时,小灯泡突然熄灭,检查发现电流的示数为零,电压表的示数接近电源电压,请你帮小明分析电路的故障可能是:________;(写出一种即可).
4)若小唐同学用已联好的电路测小灯泡的额定电功率,请你帮他把主要的实验步骤补充完整:
①小唐排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________端滑动(选填“左”或“右”)
②小唐通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读,并绘制成了如图1图象.乙所示的U-1图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率________W.
③根据图象,发现该小灯泡的电流与电压________正比(?? 选填“成”或“不成”),原因可能是________
④在分析误差的过程中,同组的小严认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差,因为电压表的内阻并不是无穷大,使所测的________不准确(选填“电流”或“电压”),从而使测量的灯泡额定功率________(选填“偏大”或“偏小”).
⑤小唐同学还想继续探究电流和电阻的关系,他将灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,不断更换定值电阻R的阻值,记录各次电流表的示数.当更换电阻R=25Ω时,若不更换其他器材,此电路________(选填“能”或“不能”)完成实验.

网友回答

左    9    小灯泡开路    右    0.5    不成    灯丝的电阻随温度的升高而增大    电流    偏大    不能
解析分析:(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程并与灯泡并联.
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的阻值应为最大值;根据图2读出电表的示数,利用欧姆定律求小灯泡的阻值.
(3)小灯泡突然熄灭,可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路,电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表并联的部分断路.
(4)①此时小灯泡两端的电压小于额定电压,为使电压增加为2.5V,就要使滑动变阻器分压减小,连入电阻减小,选择滑片的移动方向.
②由表格数据确定电流表的量程,并读出电流表的示数,利用P=UI求出灯泡的额定功率.
③根据P=UI可知灯泡的功率变化和温度的变化,再根据欧姆定律求出表格中数据对应的电阻,从而得出电阻的变化规律,从而得出灯泡电阻与温度的关系.
④由电路图可知电流表测量的是通过灯泡和电压表的电流之和,因为电压表的内阻并不是无穷大,所以所测的电流不准确,根据P=UI可判断灯泡额定功率的变化.
⑤当更换电阻R=25Ω时,根据串联电路的电压特点可知:串联的各电阻两端的电压与电阻成正比,由此可判断能不能完成实验.

解答:(1)灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V且与灯泡并联,连接如下图所示:

(2)在连接电路时,开关应断开,电阻最大处,即滑片P应移至左端;
如图2所示,因电压表量程是3VA,则示数为1.8V,电流表量程是0.6A,则示数为0.2A;
所以此时小灯泡的阻值R===9Ω;
(3)灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明小灯泡开路.
(4)①为测额定功率,灯两端电压应为2.5V,就要使滑动变阻器分压减小,接入电路的电阻减小,应向右移动滑片.
②由表格中数据可知,通过灯泡的电流随两端的电压增大而增大,且最大电流小于0.6A,所以电流表的量程为0~0.6A,故由表格中数据可知,灯泡正常工作时通过的电流为0.2A,
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
③灯泡电功率逐渐变大,温度升高,根据表格中数据,由欧姆定律可知对应的电阻依次为:4Ω、4.1Ω、4.3Ω、4.5Ω、4.7Ω、4.8Ω、5.2Ω,
所以小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是灯丝的电阻随温度的升高而增大.
④由电路图可知:电压表与灯泡并联,根据并联电路的电压特点可知:灯泡两端的电压与电压表两端的电压相等;由电压表的示数得出灯泡两端的电压是准确的;电流表串联在灯泡与电压表并联后的干路上,测量的是通过灯泡和电压表的电流之和,因为电压表的内阻并不是无穷大,所以所测的电流不准确,比灯泡的实际电流值要大,根据P=UI可知灯泡额定功率偏大.
⑤当更换电阻R=25Ω时,若不更换其他器材,则滑动变阻器全部连入电路,根据串联电路的电压特点可知:定值电阻R两端的电压为:UR==≈2.3V,则为保持电压表示数始终为2V,应增大滑动变阻器的阻值,而实际滑动变阻器已经达到最大,无法再增加;所以不能完成实验.
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