小马同学做“测定小灯泡的功率”实验时,采用了10伏的电源电压,滑动变阻器标有“50欧 2安”字样,小灯泡的额定电压是2.5伏,他正确连接电路后,当他把滑片P移到变阻器的中点时,小灯泡恰好正常发光,于是他记录下电流表的示数并算出小灯泡的额定功率为3.75瓦,老师看到后说:你太粗心了,错了!但该同学电路连接正确,各元件也完好无损.
(1)请你帮助该小马同学分析错误的原因.
(2)求出小灯泡的正常工作时的电流为多少?
(3)小灯泡的额定功率是多少?
解:(1)如果小灯泡的额定功率为3.75W,则通过的电流I=
=
=1.5A,
滑动变阻器两端的电压U
R=I×
R=1.5A×
×50Ω=37.5V>10V,超过了电源电压
又因该同学电路连接正确,各元件也完好无损,
所以该同学错误的原因是在读电流时把电流表的量程搞错了;
(2)因电流表大量程和分度值是小量程的5倍,所以大量程的示数为小量程示数的5倍,
即小灯泡的额定电流为0.3A,所以小灯泡正常工作时的电流为0.3安;
(3)小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.
答:(1)在读电流时把电流表的量程搞错了;
(2)小灯泡的正常工作时的电流为0.3A;
(3)小灯泡的额定功率为0.75W.
分析:当小灯泡的额定功率为3.75瓦时,根据I=
求出电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,与电源的电压相比较可知他算得结果不正确;又因电路连接正确,各元件也完好无损,据此可知小马同学错误的原因.由电流表量程和分度值可知,大量程的示数为小量程示数的5倍,据此求出通过灯泡的额定电流.利用P=UI求出小灯泡的额定功率.
点评:本题以“测定小灯泡的功率”实验为背景考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是知道电流表大量程的示数为小量程示数的5倍,难点是该同学错误原因的分析.