小明做“測小燈泡的電功率”實驗時,所用器材有:電壓為6V的電源,額定電壓為2.5V的小燈泡,標有“40Ω 1A...
問題詳情:
小明做“測小燈泡的電功率”實驗時,所用器材有:電壓為6V的電源,額定電壓為2.5V的小燈泡,標有“40 Ω 1A” 的滑動變阻器以及符合實驗要求的電壓表、電流表、開關和導線。
* 乙 *
(1)如圖*所示是小明連接的實物電路,圖中有一根導線連接錯誤,請你在連接錯誤的導線上打“×”並補畫出正確的連線___;
(2)小明改正錯誤後,閉合開關前應將滑片P置於最_____端; (選填“左”或“右”)
(3)小明通過移動滑片P,分別記下了多組對應的電壓表和電流表的示數,並繪製成了如圖乙所示的U- I圖像,根據圖像提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是_____W;
(4)若實驗中電流表壞了,為了測量小燈泡的額定功率,小明又用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置,設計瞭如圖*所示的電路,然後調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為2.5V,接着保持滑片位置不變,將電壓表的__________點(選填“a”或“b”)接線改接到c點,觀察並記錄電壓表示數U,則小燈泡的額定功率可表示為P額=_____;所選用的定值電阻R0的阻值不得超過___________Ω;
(5) (拓展)實驗結束後,小明保持其它器材不動,只將圖*中的小燈泡換成定值電阻,來探究電流與電阻的關係,小明準備好的定值電阻有5Ω、10Ω、 15Ω、 20Ω。要完成這四次探究實驗,則定值電阻兩端電壓的取值範圍是____________。
【回答】
左 0.5 b 2.5 2V-3V
【詳解】
(1)如圖所示,電流表與燈泡並聯,電壓表串聯在電路中,是錯誤的,正確的連接方法是電流表與燈泡串聯,電壓表並聯在燈泡兩端,如圖示數
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置於最大阻值處,按圖中的接法,應該遠離右下接線柱,即左端。
(3)由圖乙可知,燈泡兩端電壓為2.5V時,通過的電流為0.2A,燈泡的額定功率
(4)電壓表測燈泡兩端電壓,當燈泡兩端電壓為2.5V時,燈泡正常發光;接着保持滑片位置不變,將電壓表的b點接線改接到c點,觀察並記錄電壓表示數U,此時電壓表測燈泡與R0串聯的總電壓,根據串聯分壓的特點可得定值電阻R0兩端電壓
通過定值電阻的電流
根據串聯電路電流規律可知燈泡的額定電流
則燈泡的額定功率
在實驗過程中,因為電壓表選用的量程是0~3V,既要測燈泡的額定電壓,也要測燈泡與R0串聯的總電壓,故定值電阻R0的最大電壓不能超過
由可得R0的最大阻值不能超過
(5)因為電流表的量程是0~0.6A,所以電路中的最大電流是0.6A,當接入最小的電阻5Ω時,電壓表的示數即為允許的最大電壓
假設電壓表的最小示數為UV,根據串聯分壓的特點可得滑動變阻器兩端的電壓
根據串聯電路中,電壓的分配與電阻大小成正比的關係得
解得
所以要完成這四次探究實驗,則定值電阻兩端電壓的取值範圍是2~3V。
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題