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2.某班同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所测小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)如图所示是某组同学连接的实验电路,可以更改其中的一根导线就将其改正确.请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线(导线不能交叉).

(2)电路连接正确后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处.闭合开关后发现小灯泡不亮,电压表示数为零,电流表指针偏转.逐渐向右移动滑片,小灯泡始终不亮,电压表示数仍然为零,电流表示数逐渐变大.该电路故障可能是灯泡短路.
(3)排除故障后该小组正确操作实验,测量数据如下表所示
12345678
发光情况明亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭
电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1
电流I/A0.280.260.300.240.200.190.160.05
分析实验数据可知:
①小灯泡的额定功率为0.7W.
②7、8两次实验中,灯泡熄灭的原因是实际功率太小.
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω(选填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”)
(4)为了比较发光二极管和小灯泡哪个更节能,接下来他们用一个发光二极管替换电路中的小灯泡,进一步测量发光二极管的电功率.闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,发现此二极管都不发光,且电流表无示数,电压表有示数.经检查整个电路连接及元件均完好,则故障原因是:二极管正负极接反了.故障排除后,经测量和分析可知发光二极管与小灯泡相比,发光二极管(选填“小灯泡”或“发光二极管”)更加节能.

分析 (1)本实验中电压表应测灯泡两端电压,并注意电流从正接线柱流进,负接线柱流出;
(2)常见电路故障有短路与断路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;
(3)①由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;
②如果灯泡实际功率如果太小,将不足以引起灯泡发光;
③灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,根据表中实验数据求出灯泡电阻阻值,然后答题
(4)电流表无示数,说明电路断路,但二极管正负接线柱接反后,二极管相当于断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连;
发光二极管与灯泡相比电能转化为内能少,发光效率高,由此分析可知谁节能.

解答 解:
(1)由图电压表与滑动变阻器并联了,测量小灯泡的电功率的实验中,电压表应测灯泡两端电压,由此修改如图所示:

(2)闭合开关后,小灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的;电流表指针偏转,说明电路不存在断路;电压表示数为零,说明与电压表并联的灯泡短路;
(3)①由表中实验数据可知,灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.28A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
②由表中实验数据可知,7、8两次实验,灯泡电压与电流很小,灯泡实际功率很小,由于灯泡实际功率很小所以灯泡不能发光,所以灯泡熄灭.
③由表中第8组实验数据可知,此时灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.1V}{0.05A}$=2Ω,灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,小灯泡在断电一段时间后,灯丝温度更低,灯泡电阻阻值减小,则灯泡电阻可能是1Ω.
(4)电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为二极管正负接线柱接反了;
发光二极管属于冷光源,电能转化为内能非常少,而灯泡是根据电流的热效应工作的,所以发光二极管更节能.
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡短路;(3)①0.7;②实际功率太小;③1Ω;(4)二极管正负极接反了;发光二极管.

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、求灯泡额定功率、求灯泡电阻阻值;解题时要注意,灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,随温度降低而减小;二极管具有单向导电性.

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A.灯泡短路   B.灯泡断路   C.电压表短路   D.电流表断路.

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14.如图,在“测量小电灯功率”的实验中,小电灯的测定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为10Ω.

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(3)排除故障后,闭合开关,测量小电灯额定功率,移动滑动变阻器的滑片P,眼睛应先注视电压表的示数,然后读出另一电表示数,当小电灯正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小电灯的额定功率为0.75W.
(4)在小电灯正常发光时,再将滑片P向B端移动到另一位置,则小电灯的实际功率小于(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率.
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(2)闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A端(填“A”或“B”).
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是:灯泡断路.
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是2.2V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向B(填:“A”或“B”)端移动.
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