小明按如圖所示的電路圖做“測量燈泡的電功率”的實驗。實驗室可提供下列器材:A.電流表B.電壓表C.滑動變阻器R...
問題詳情:
小明按如圖所示的電路圖做“測量燈泡的電功率”的實驗。實驗室可提供下列器材:
A.電流表
B.電壓表
C.滑動變阻器R(阻值0~20Ω)
D.電阻為6Ω的待測燈泡L(電阻不隨温度變化)
E.電源E(電壓4.5V並保持不變)
F.開關S及導線若干
(1)根據電路圖和實驗室提供的器材,可判斷出:實驗時通過燈泡的最小電流為______A;加在燈泡兩端的最大電壓為______V。
(2)若小明所選電壓表的量程為0~3V、電流表的量程為0~0.6A,實驗要求測量時通過燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一,則測出的燈泡的功率範圍只能是______。
(3)小明按電路圖連接好電路後進行實驗,由於電路中某一處有故障,當閉合開關時電壓表無示數。為查出電路故障,小明進一步觀察並檢查電路,當檢查到電源、開關、電壓表、電流表、導線及其連接都完好時,小明結合前面的觀察,就可判斷出電路的故障:如果小明觀察到電流表有示數,則故障是______;如果小明觀察到電流表無示數,則故障是______。
(4)排除故障後,小明繼續進行實驗,在對測量數據的記錄和處理時,他設計瞭如下表格。你認為這張表格的設計是______(正確/錯誤)的。
次數 | U/V | I/A | P/W | 平均值P/ W |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
【回答】
0.173 4.5 0.24W ~ 1.5 W 燈泡短路 滑動變阻器斷路 錯誤
【詳解】
(1)當滑片滑到最右端,電路電阻最大為
所以電路最小電流為
滑片滑到最左端時,燈泡兩端電壓最大,等於電源電壓,燈泡電壓為4.5V。
(2)當燈泡兩端電壓為1V時(量程),燈泡電流為
(量程)
不符合題意。
當燈泡中的電流為0.2A時(量程),燈泡電流為
(量程)
符合題意。
所以,0.2A 為燈泡的最小電流,所以燈泡最小功率為
當燈泡中的電流為0.6A時(滿量程),燈泡電壓為
(滿量程)
不符合題意。
當燈泡中的電壓為3V時(滿量程),燈泡電流
(滿量程)
所以3 V為燈泡的最大電壓,所以燈泡最大功率為
綜上,燈泡功率在0.24W~1.5 W。
(3)經檢查,電源、開關、電壓表、電流表。導線及其連接完好,故障在燈與滑動變阻器上。
電壓表無示數,電流表有示數時,電路短路,電壓表測導線電壓,燈泡短路。
電壓表無示數,電流表無示數時,電路斷路,電壓表並聯在以外的滑動變阻器斷路,
(4)燈泡電壓增大,電流增大,功率增大,設計功率的平均值一欄是錯誤的。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題