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一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为8Ω.小明想测量它的额定功率,实验室中有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各1个,规格分别为“l0Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器2个,导线若干.
(1)小明设计了如图甲所示电路,他应选用规格为______的滑动变阻器.
(2)图乙是小明根据电路图连接的实物图.闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮;经检查是由于一根导线连接错误.请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在______端(填“A”或“B”).
(3)小明正确连线后,继续实验.当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示为______A,小灯泡的额定功率是______W.
(4)实验结束后,小明整理实验器材时,发现滑动变阻器的AP部分比PD部分热,这是因为______.
(5)某学生在实验时,把电流表与电压表的位置交换连接了,闭合开关后会造成______.(填选项前的字母)
A.电流表烧坏        B.电压表烧坏    C.小电灯烧坏        D.小电灯不亮
(6)另一学生按图连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数.经检查,导线连接完好,则电路故障是:______.排除该故障换用新元件后,闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处是:______.
(7)小明同学用上述装置测量标有“3.8V”字样的待测小电灯的功率,用电压恒为6V的电源、标有“20Ω  1A”的滑动变阻器按电路图正确连接电路后,闭合开关,从大到小调节滑动变阻器的阻值,并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表.
电压表的示数
U/V
电流表的示数
I/A
小电灯的功率
P/W
2.00.20
2.50.22
3.00.25
3.80.30
4.50.32
①通过上表数据,可算得小电灯的额定功率______W,还可得出关于灯丝电阻的结论是:______;
②当小电灯正常工作时,连入电路的滑动变阻器的阻值为______Ω.
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端,两灯消耗的总功率为______W.
(8)若电压表的0~15V量程已损坏,只能使用0~3V量程,其他器材不变,如何测出小电灯的额定功率?①在图丁虚线框中画出测量电路图;
②若小电灯两端最大可加4.5V电压,为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全,参照小明的实验数据,估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为______Ω~______Ω.
电流/A0.900.800.500.360.280.22
电阻/Ω81020304050

【答案】分析:(1)根据串联电路的特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压,然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,根据这个阻值,判断选择哪个滑动变阻器;
(2)开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路,电压表并联在电路两端,故据此分析判断即可;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(3)先确定电流表的分度值,而后据电流表读出对应的示数,据公式P=UI可计算出额定功率;
(4)根据焦耳定律分析判断即可;
(5)电流表与电压表的位置交换连接,即电压表串联接入电路,理想电压表电阻为无穷大,电压表串联接入电路,电路相当于断路,电路电流为零,灯泡不发光;
(6)灯不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路存在断路,或电路电阻太大而电路电流太小不足以让灯泡发光;由电路图知,滑动变阻器滑片在最左端,滑动变阻器接入电路的阻值为零,只有灯泡接入电路,电路电阻不大,灯泡不发光不是电流太小引起的;只有灯泡接入电路,如果灯泡短路,则电源被短路,电路电流很大,电流表会被烧坏而造成电路断路,电压表不能与电源两极相连,电压表示数为零,而现在电压表示数不为零而是有较大示数,所以灯泡不可能短路;综合分析可知灯不亮的原因是灯泡断路;
开关闭合后,灯闪亮一下后立即熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小造成的,原因可能是闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;
(7)①由表找出灯泡的额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡的额定功率;
由表可知:随电压增大,灯泡的阻值增大,可从温度对电阻的影响分析原因;
②由表找出灯泡正常工作时的电路电流,由串联电路电压特点求出滑动变阻器两端的电压,然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值;
③由串联电路的电压特点知,两个完全相同的灯泡接入电路时,每个灯泡两端的电压相等,电源电压为6V,则每个灯泡两端的电压是3V,由表中数据找出3V所对应的电流,然后由P=UI求出两灯消耗的总功率;
(8)①0~15V量程已损坏,而灯泡额定电压为3.8V,超过电压表的另一量程0~3V;电源电压是6V,灯泡正常发光时,与灯泡串联的滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V,小于电压表量程0~3V,因此可以用电压表测滑动变阻器电压,以便间接测量灯泡电压,据此作出电路图;
②根据题意确定滑动变阻器两端的最大电压与最小电压值,由串联电路特点求出相应的灯泡电压,由表中数据找出电压所对应的电流,然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大与最小阻值,然后确定其范围.
解答:解:(1)灯泡正常发光时,通过其的电流约是I===0.3A,
滑动变阻器两端的电压:U=U-U灯泡=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器接入电路的电阻R===11.7Ω>10Ω,所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器;
(2)变阻器与灯泡串联,如下图所示:

闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即滑片在B端.
(3)该电流表选的是小量程,其分度值是0.02A,故其示数是0.32A,故其额定功率是:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(4)据焦耳定律Q=I2Rt可知,AP部分比PD部分的电流相同,通电时间相同,但AP部分的电阻比PD部分的电阻大,故在AP部分所产生的电热多,故滑动变阻器的AP部分比PD部分热.
(5)把电流表与电压表的位置交换连接了,电路断路,电路电流为零,电流表与小电灯不会烧坏,小电灯不亮,由于电源电压是6V,小于电压表量程0~15V,因此电压表不会烧坏,所以闭合开关后会造成的现象是:D小电灯不亮;
(6)闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数;经检查,导线连接完好,则电路故障是:小电灯断路;排除该故障换用新元件后,闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处是:闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;
(7)①由表中数据知,灯泡额定电压U=3.8V对应的电流I=0.3A,则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
由表中数据及R=可知,随小电灯电压的增大,小电灯电阻变大,这是因为:随电压增大、电流随之增大,小电灯的实际功率P=UI也增大,灯的温度升高,故灯丝电阻随温度的升高而增大;
②小电灯正常发光时,电压为额定电压U=3.8V,由表中数据知,此时电路电流I=0.3A,
由串联电路特点知,滑动变阻器两端电压U=U-U=6V-3.8V=2.2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值R==≈7.3Ω;
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端,每个灯两端的电压是3V,由表中数据知,电路电流I=0.25A,则两灯消粍的总功率P=UI=6V×0.25A=1.5W;
(4)①电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路,电压表并联在滑动变阻器两端,电路图如图所示;

②a、当电压表示数为最大值3V时,小电灯两端的电压为6V-3V=3V,由表中数据知,电流为0.25A,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑1==12Ω;
b、当小电灯电压为4.5V时,由表中数据知,电路电流为0.32A,此时滑动变阻器两端电压为6V-4.5V=1.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑2=≈4.7Ω;
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω~12Ω;
故答案为:(1)50Ω 0.5A;(2)见上图;(3)0.32A;0.8W;(4)AP部分的电阻比PD部分的电阻大;(5)D;(6)小电灯断路;闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;(7)1.14;灯丝电阻随温度的升高而增大;7.3;1.5;(8)②4.7;12.
点评:本题考查了滑动变阻器的选择、连接实物图、故障分析、求功率、求电阻阻值、设计实验电路图等问题,最后一问求滑动变阻器接入电路的阻值范围有一定难度;解题时要认真、细心答题.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

一个额定电压是2.5?V的小灯泡,正常工作时的电阻约为8Ω.小明想测量它的额定功率.实验室有如下器材:电源(电压恒为6?V)、电流表、电压表、开关各1个,规格分别为“10Ω  1?A”和“50Ω  0.5?A”的滑动变阻器2个,导线若干.
(1)小明设计了如图甲所示电路,他应选用规格为
“50Ω0.5A”
“50Ω0.5A”
 的滑动变阻器.
(2)图乙是小明根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(3)改正后,小明连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处是:
连接电路时没有断开开关
连接电路时没有断开开关
;②
滑动变阻器的滑片没有置于最大阻值处
滑动变阻器的滑片没有置于最大阻值处

(4)换上同样规格灯泡,正确连线后,继续实验.当电压表的示数为2.5?V时,电流表的示数如图丙所示为
0.32
0.32
A,小灯泡的额定功率是
0.8
0.8
W.
(5)实验结束后,小明整理实验器材时,发现滑动变阻器的AP部分比PD部分热,这是因为
AP部分的电阻比PD部分的电阻大
AP部分的电阻比PD部分的电阻大

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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

精英家教网某同学要测量一个额定电压是2.5V的小灯光的额定功率,已经画出实验电路图(如图1):
(1)如图2所示,实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,经查检,该同学电路连接正确,实验步骤正确,电路元件完好,接下来应进行的操作是
 
(选填字母).
A.更换小灯泡;   B.检查电路是否断路;  C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光.
(3)然后进行正常实验,实验有关记录与计算如表:
①该同学注意到灯的亮度变化是:该同学观察到灯泡的亮度变化是:第二次比第一次经第一次暗,第三次比第一次时针亮.你认为,根据他观察的现象和实验数据分析,可得出一些什么结论呢?请说出两点(这两点的意思应不同):
实验次数 1 2 3
电压(V) 2.2 1.5 2.50
电流(A) 0.22 0.16
②由于该同学粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表示数,于他根据第一次数据计算出灯泡电阻R=
U1
I1
=
2.2V
0.22A
=10Ω,再计算出灯泡两端的电压为2.5V时的功率P=
U2
R
=
(2.5V)2
10Ω
=0.625W,则灯泡的额定功率
 
0.625W(选择填“<”、“>”、“=”),原因是
 

(4)该同学大实验中进行了3次测量工,其测量的目的是:
 

A.找普遍规律;    B.求平均值减小误差;    C.都对.

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科目:初中物理 来源:江苏省南京市2012年中考物理试题 题型:058

一个额定电压是2.5 V的小灯泡,正常工作时的电阻约为8 Ω.小明想测量它的额定功率.实验室有如下器材:电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10 Ω 1 A”和“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器2个,导线若干.

(1)小明设计了图甲所示电路,他应选用规格为________的滑动变阻器.

(2)图乙是小明根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.

(3)小明正确连线后,继续试验.当电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数如图丙所示为________A,小灯泡的额定功率是________W.

(4)实验结束后,小明整理实验器材时,发现滑动变阻器的AP部分比PD部分热,这是因为________.

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科目:初中物理 来源:2013年江苏省南京市鼓楼区中考一模物理试卷(带解析) 题型:实验题

一个额定电压是2.5伏的小灯泡,其正常工作时电阻约10欧。小明想测定这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:电流表、电压表、电键各一个,两个规格分别为
A:“5Ω 1A”,B:“20Ω  0.5A”,的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为6伏)。

(1)小明设计了如图(a)所示电路图,通过分析你认为小明应选用规格为   (选填A或B)的滑动变阻器。
(2)图(b)已连接了部分电路。请你根据图(a)所示电路图.用笔画线代替导线,将电路连接完整。   (用2B铅笔在答题纸的相应位置作图)。
(3)小明正确选择了滑动变阻器,按图(a)的电路图连接好电路,闭合电建,发现灯泡发光较暗,电流表有示数.任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)且小于2.5伏。发生上述原因的是           
(4)小明排除故障后,继续实验。当电压表的示数为2.5V时.电流表的示数(如图(c)所示),小灯泡的额定功率是        W。
(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据,作出了U—I
图象,如图所示。结果发现图线不是直线,
这是因为                              

(6)想用a图继续探究电流与电压的关系,如何更换器材?
______________________________________。
(7)在第(6)问的基础上,想继续研究电流与电阻的关系,如何操作?_______
说出操作依据:______________________________________。

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科目:初中物理 来源:2013年江苏省南京市鼓楼区中考一模物理试卷(解析版) 题型:实验题

一个额定电压是2.5伏的小灯泡,其正常工作时电阻约10欧。小明想测定这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:电流表、电压表、电键各一个,两个规格分别为

A:“5Ω 1A”,B:“20Ω  0.5A”,的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为6伏)。

(1)小明设计了如图(a)所示电路图,通过分析你认为小明应选用规格为   (选填A或B)的滑动变阻器。

(2)图(b)已连接了部分电路。请你根据图(a)所示电路图.用笔画线代替导线,将电路连接完整。   (用2B铅笔在答题纸的相应位置作图)。

(3)小明正确选择了滑动变阻器,按图(a)的电路图连接好电路,闭合电建,发现灯泡发光较暗,电流表有示数.任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)且小于2.5伏。发生上述原因的是           

(4)小明排除故障后,继续实验。当电压表的示数为2.5V时.电流表的示数(如图(c)所示),小灯泡的额定功率是        W。

(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据,作出了U—I

图象,如图所示。结果发现图线不是直线,

这是因为                              

(6)想用a图继续探究电流与电压的关系,如何更换器材?

______________________________________。

(7)在第(6)问的基础上,想继续研究电流与电阻的关系,如何操作?_______

说出操作依据:______________________________________。

 

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