05额定功率与实际功率、测量小灯泡的电功率实验-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
一.额定功率与实际功率(共10小题)
1.把“220V 60W”和“220V 40W”的两盏灯串联在220V的电路中,两盏灯都比正常发光时暗,这是因为每盏灯的( )
A.额定电压都变小
B.额定电压都小于它的实际电压
C.额定功率都变小
D.实际功率都小于额定功率
2.小华做了一个“魔法火焰”实验,如图。加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来( )
A.电源的电压 B.铅笔芯的电阻
C.电路中的电流 D.小灯泡的额定功率
3.三只节能灯分别标着“220V 15W”“110V 15W”和“36V 15W”,当它们都正常发光时,哪盏灯最亮( )
A.“220V 15W”最亮 B.“110V 15W”最亮
C.三只灯一样亮 D.“36V 15W”最亮
4.把“12V 12W”和“12V 18W”两灯泡串联接在12V的电路中,则每盏的( )
A.额定电压都变小
B.额定电压都小于实际电压
C.额定功率都变小
D.实际功率都小于额定功率
5.一只标有“220V,60W”和一只标有“110V,40W”的灯泡相比( )
A.正常工作时,前者比后者亮
B.正常工作时,前者的电流比后者大
C.正常工作时,前者电阻比后者小
D.正常工作时,两者亮度是一样
6.如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒,盒子上的三个数据指的是:指的是这只额定功率“3.5W”的LED灯,当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时( )
A.LED灯实际功率最大
B.电流通过LED灯做功最快
C.LED灯消耗的电能一定最少
D.相同时间内LED消耗的电能最少
7.在“怎样使两个小灯泡亮起来”的活动中,用两只规格不同的小灯珠A、B、两节充电电池及导线,按照如图方式连接,且A灯比B灯亮,则此时通过A灯的电流 通过B灯的电流,A灯的实际功率 B灯的实际功率。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
8.如图所示,电能表的读数是 kW h。若电路中某用电器单独工作12min,该电能表表盘转了60r,则这个用电器的实际功率为 W。
9.小明家中的电能表如图所示,小明让一用电器单独正常工作,观察到该用电器正常工作10min电能表的指示灯闪烁了60次 W。若该用电器每天少正常工作0.5h,则一个月(30天)可节约电能 kW h。
10.甲、乙两个灯泡分别标有“220V 100W”、“110V 15W”字样,若将它们串联在220V电源上,较亮的灯泡是 ;若将它们并联在110V电路中,其中有一盏灯能正常工作,则干路电流为 A。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
二.实验 测量小灯泡的电功率(共13小题)
11.在进行实验时,往往需要我们手眼并用,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置
C.电压表的示数 D.电流表的示数
12.同学们利用电压表和电流表测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,电路如图甲所示。
(1)本实验中测量小灯泡电功率的原理是 。
(2)连接电路时,开关应 。连接好电路,闭合开关,向右移动滑片P ,直至电压表示数等于 时,读出此时电流表的示数,计算出小灯泡的额定功率。
(3)小宁所在的小组在实验中移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 。
(4)小红所在小组的电压表损坏,她们补充了一个定值电阻R0和一个电流表,设计了如图乙所示电路来测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率。操作如下:闭合开关S,移动滑片P,观察 的示数为 时,小灯泡正常发光,读出此时 的示数,记录为I;则小灯泡额定功率表达式P额= (用U额、R0、I表示)。
13.在“测量小灯泡功率”的实验中,提供的器材有:额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压恒为6V(50Ω,1A)、电流表、电压表、开关各一只,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将如图甲中的电路连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大)
(2)闭合开关,移动变阻器滑片P的过程中,观察到电流表示数几乎接近最大值,且电压表无示数,其原因可能是 。
(3)排除故障后,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,根据图像可知,小灯泡的额定电流为 A,其额定功率为 W。
(4)在实验过程中,发现滑动变阻器损坏(其他器材和规格不变),老师提供另一只滑动变阻器(10Ω,1.5A),至少还要在原电路中 (选填“串”或“并”)联一个 Ω的电阻。
(5)在整理器材时,发现滑动变阻器的PB部分比PC部分热,原因是 。
14.实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中,实验器材:两节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时的电阻约为8Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请根据设计的如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。
(2)连接好电路,应先将滑动变阻器的滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,同学们观察到小灯泡不发光,电流表无示数,则电路故障可能是 (选填序号)。
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障继续实验,调节滑片P使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示 A,待测小灯泡的额定电功率是 W。
(4)同学们记录的实验数据如下表所示,分析表格数据可知:①小灯泡的实际功率越大,发光越 ;②小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 小灯泡的亮度
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常
3 3 0.32 0.96 较亮
(5)实验后,同学们在交流讨论时,利用一个阻值已知的定值电阻R0代替电压表,设计了一个电路,如图丁所示(假设电源电压保持不变)。请将实验步骤补充完整。
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不动, ,读出电流表示数为I;
③小灯泡的额定电功率的表达式:P额= (用U额、R0、I表示)。
15.在“测小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路补充完整。
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,造成这一现象的原因可能是 。
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器短路
(3)移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验时,小明组的电流表坏了,他找来了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丙的电路来测额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,操作步骤下:
①闭合S0,开关S接1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为 。
②保持滑片位置不变,开关S接2,记下电压表示数U (用U额、U、R0表示)。
16.有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样,小强为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如下实验:
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电压表的示数接近3V保持不变,为了排除故障 (选填字母);
A.拧紧开关两端的接线柱 B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是 (填公式),图甲中 (填仪器名称)的量程选择不合理;
(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光 V,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P额= (用字母表示)。
17.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)本实验的工作原理是 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图1中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示) V,则此时小灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率,在此基础上,若他想测量小灯泡的额定功率 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图像,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(6)经多次测量和计算比较,我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,而是变化的 。
18.小亮在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用的电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。
(1)实验原理是 。
(2)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时应注意观察 示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡的额定功率是 W。
(3)实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将 (填“不亮”、“很亮”、“正常发光”或“烧毁”)。
19.如图甲,在“测量小灯泡额定电功率”实验中,提供的器材有:保持电压不变的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整,要求滑片向左移动灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应 (选填“闭合”或“断开”),滑动变阻器的滑片置于阻值最大端;
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑动变阻器的滑片,两表示数均不变 。
(4)正确连接电路后进行实验,调节滑动变阻器使电压表的示数为2V,若要测出小灯泡的额定功率 端移动(选填“左”或“右”)。
(5)实验中如果电流表出现故障,下列的方案同样可以测量出小灯泡额定功率,如图丙,R0是阻值已知的定值电阻,则:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 移动滑片,使电压表的示数U1为 V;
② ,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡的额定功率P= 。(用R0、U1、U2表示)
20.小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率,实验中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 端位置。闭合开关后,他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示 W。
(3)本实验电路除了能测出小灯泡的功率,小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值,小华认为还能探究电流与电压的关系 同学的观点是错误的,理由是: 。
(4)同组的小惠同学也设计了一个电路,如图丙所示,也测出了该小灯泡的额定功率,正确的操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1= A;
②只闭合开关S和S1, ,读出电流表示数为I2;
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率,P额= 。(用已知物理量的符号表示)
21.为了测量小灯泡在不同电压下的电功率,小组同学设计了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整。
(2)电路正确连接后闭合开关,电压表示数为1.5V,电流表示数为 A(如图2),此时小灯泡实际功率为 W;若小灯泡额定电压为2.5V,要测量小灯泡的额定电功率 移。
(3)设计一个实验记录表格并画在下面虚线框中。
(4)小华打算从老师处取来已知阻值的定值电阻R0和开关S1、S2,不用电压表,只用电流表,测量已知额定电压为U的小灯泡额定电功率,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节变阻器滑片,使电流表示数为 ;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表示数为I;
③则该小灯泡额定电功率P= 。(两空均用题中给定字母表达)
22.(1)如图1甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热:
①两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)来比较。
②根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图1乙所示,分析图象可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, (选填“A”或“B”)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, (选填“A”或“B”)升温较高。
③冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质 (选填“A”或“B”)。
(2)在测量小灯泡电功率的实验中,如图2所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数为 V,此时小灯泡的电功率为 W。
23.小明在实验室做“测量小灯泡电功率”的实验,如图所示,电源(电压恒为4.5V)(额定电压为2.5V),电流表、电压表各一个,一个滑动变阻器(20Ω 3A),导线若干。
(1)甲图是小明连接的错误电路,在应改动的一根导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)正确连线后,应将滑片移到最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,小灯泡发光,当滑片移动到某一位置时,此时电流表示数为0,电压表的示数大于小灯泡的额定电压 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,逐步移动滑片,看到如图乙所示的电压表示数,应向 (选填“左”或“右”)端移动滑片P,图丙为灯泡的I﹣U图象,可知灯泡正常发光时的电阻为 ;
(4)利用上述器材,在不改变电路的情况下,小明认为还可以继续探究电流与电压的关系 的。(选填“正确”或“错误”)
(5)为进一步探究电流与电阻的关系,小明找来四个定值电阻(10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),将灯泡依次换成以上定值电阻,在将30Ω电阻接入电路时,发现无论怎样移动滑片,于是小明想在前面已使用的三个电阻中选一个串联接入电路来继续实验,下列说法正确的是 。
A.只能选10Ω的
B.只能在10Ω或15Ω中任选一个
C.在10Ω、15Ω、25Ω中任选一个
D.无论选哪一个接入电路都无法完成实验
(6)同组的小西同学认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率,于是他找来一个阻值为5Ω的定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路,测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。正确连接电路后,其操作如下:
①闭合开关S和S2,断开S1,移动滑片P使电压表的示数为3.8V;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S和S1,断开S2,记下电压表的示数为4.8V;
③小灯泡的额定功率P额= W。
05额定功率与实际功率、测量小灯泡的电功率实验-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
参考答案与试题解析
一.额定功率与实际功率(共10小题)
1.把“220V 60W”和“220V 40W”的两盏灯串联在220V的电路中,两盏灯都比正常发光时暗,这是因为每盏灯的( )
A.额定电压都变小
B.额定电压都小于它的实际电压
C.额定功率都变小
D.实际功率都小于额定功率
【答案】D
【解答】解:A、额定电压是指灯泡正常工作时的电压,故A错误;
B、由于串联电阻具有分压作用,而不是额定电压小于实际电压;
C、额定功率是指灯泡正常工作时的功率,故C错误;
D、由于串联电阻具有分压作用,故功率达不到额定功率,所以灯变暗。
故选:D。
2.小华做了一个“魔法火焰”实验,如图。加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来( )
A.电源的电压 B.铅笔芯的电阻
C.电路中的电流 D.小灯泡的额定功率
【答案】C
【解答】解:灯泡慢慢亮起来了,说明小灯泡的实际功率变大,铅笔芯的电阻随温度的升高而变小、小灯泡的额定功率是不变的;
故ABD错误;C正确;
故选:C。
3.三只节能灯分别标着“220V 15W”“110V 15W”和“36V 15W”,当它们都正常发光时,哪盏灯最亮( )
A.“220V 15W”最亮 B.“110V 15W”最亮
C.三只灯一样亮 D.“36V 15W”最亮
【答案】C
【解答】解:灯泡的亮度取决于实际功率,三盏灯都正常发光时,所以亮度一样;C正确。
故选:C。
4.把“12V 12W”和“12V 18W”两灯泡串联接在12V的电路中,则每盏的( )
A.额定电压都变小
B.额定电压都小于实际电压
C.额定功率都变小
D.实际功率都小于额定功率
【答案】D
【解答】解:AB、因为两个灯泡的额定电压都是12V,则两个灯泡分得的电压都小于12V,其额定电压都不会变小;
C、额定功率不会随实际电压的改变而改变,故C错误;
D、两灯串联在电路中时,由P=,其实际功率都小于额定功率。
故选:D。
5.一只标有“220V,60W”和一只标有“110V,40W”的灯泡相比( )
A.正常工作时,前者比后者亮
B.正常工作时,前者的电流比后者大
C.正常工作时,前者电阻比后者小
D.正常工作时,两者亮度是一样
【答案】A
【解答】解:(1)一只“220V 60W”的灯泡和一只标有“110V ,说明都在额定电压下工作,则前者比后者亮,D错误;
(2)由P=UI可得,“220V 1==≈0.27A,
“110V 40W”的灯泡正常工作时的电流:I2==≈0.36A,
则正常工作时,前者的电流比后者的小;
(3)由P=可得,“220V 1==≈806.67Ω;
“220V 40W”灯泡的电阻:R6===302.5Ω,
则正常工作时,前者的电阻比后者的大。
故选:A。
6.如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒,盒子上的三个数据指的是:指的是这只额定功率“3.5W”的LED灯,当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时( )
A.LED灯实际功率最大
B.电流通过LED灯做功最快
C.LED灯消耗的电能一定最少
D.相同时间内LED消耗的电能最少
【答案】D
【解答】解:AB.由题意可知、节能灯,3.5W<2W<32W,电流通过LED灯做功最慢;
CD.由P=,则相同时间内LED消耗的电能最少,则无法确定做功多少,C错误。
故选:D。
7.在“怎样使两个小灯泡亮起来”的活动中,用两只规格不同的小灯珠A、B、两节充电电池及导线,按照如图方式连接,且A灯比B灯亮,则此时通过A灯的电流 等于 通过B灯的电流,A灯的实际功率 大于 B灯的实际功率。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】等于;大于
【解答】解:由图可知,小灯珠A,因为串联电路中电流处处相等,
灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,由题意可知,则说明A灯的实际功率大于B灯的实际功率。
故答案为:等于;大于。
8.如图所示,电能表的读数是 31.6 kW h。若电路中某用电器单独工作12min,该电能表表盘转了60r,则这个用电器的实际功率为 100 W。
【答案】31.6;100
【解答】解:电能表的读数为:31.6kW h;
用电器工作12min消耗的电能:W=kW h=0.02kW h;
用电器的功率:P===0.1kW=100W。
故答案为:31.6;100。
9.小明家中的电能表如图所示,小明让一用电器单独正常工作,观察到该用电器正常工作10min电能表的指示灯闪烁了60次 600 W。若该用电器每天少正常工作0.5h,则一个月(30天)可节约电能 9 kW h。
【答案】600;9
【解答】解:用电器工作10min消耗的电能:
W==0.1kW h,
用电器的功率:
P===0.2kW=600W。
若该用电器每天少正常工作0.5h,则一个月(30天)可节约电能:
W′=Pt=4.6kW×0.2h×30=9kW h。
故答案为:600;9。
10.甲、乙两个灯泡分别标有“220V 100W”、“110V 15W”字样,若将它们串联在220V电源上,较亮的灯泡是 乙灯 ;若将它们并联在110V电路中,其中有一盏灯能正常工作,则干路电流为 0.36 A。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】乙灯;0.36
【解答】解:由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压U甲=220V,P甲=100W,U乙=110V,P乙=15W,
由P=可得,甲
R甲===484Ω,R乙===Ω≈807Ω,
R甲<R乙;
忽略温度对灯丝电阻的影响,两灯泡串联时,R甲<R乙,∴由P=I2R可知,P甲实<P乙实,乙灯较亮;
若将它们并联在110V的电路中,其中有一盏灯能正常工作,此时通过甲灯的电流I乙===A,
通过甲灯的电流I甲===A,
干路电流为I=I甲+I乙=A+。
故答案为:乙灯;5.36。
二.实验 测量小灯泡的电功率(共13小题)
11.在进行实验时,往往需要我们手眼并用,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置
C.电压表的示数 D.电流表的示数
【答案】C
【解答】解:在“额定电压下测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,使灯泡两端的电压达到额定电压,最后根据功率的计算公式。故ABD错误。
故选:C。
12.同学们利用电压表和电流表测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,电路如图甲所示。
(1)本实验中测量小灯泡电功率的原理是 P=UI 。
(2)连接电路时,开关应 断开 。连接好电路,闭合开关,向右移动滑片P 亮 ,直至电压表示数等于 U额 时,读出此时电流表的示数,计算出小灯泡的额定功率。
(3)小宁所在的小组在实验中移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 小灯泡断路 。
(4)小红所在小组的电压表损坏,她们补充了一个定值电阻R0和一个电流表,设计了如图乙所示电路来测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率。操作如下:闭合开关S,移动滑片P,观察 电流表A1 的示数为 时,小灯泡正常发光,读出此时 电流表A2 的示数,记录为I;则小灯泡额定功率表达式P额= U额(I﹣) (用U额、R0、I表示)。
【答案】(1)P=UI;(2)断开;亮;U额;(3)小灯泡断路;(4)电流表A1;;电流表A2;U额(I﹣)。
【解答】解:(1)测量小灯泡电功率的原理是P=UI;
(2)闭合开关前,开关应断开;
在测量小灯泡的电功率时,首先移动滑片额,读出此时电流表的示数,计算出小灯泡的额定功率;
(3)电流表无示数,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的小灯泡断路了;
(4)闭合开关S,移动滑片P,定值电阻和小灯泡并联,要测量小灯泡的额定功率额,则通过定值电阻的电流为:I定=,则电流表A1的示数为=,此时小灯泡正常发光;
读出此时电流表A2的示数,记录为I;
通过小灯泡的电流为:IL=I﹣I定=I﹣,
则小灯泡额定功率表达式P额=U额(I﹣)。
13.在“测量小灯泡功率”的实验中,提供的器材有:额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压恒为6V(50Ω,1A)、电流表、电压表、开关各一只,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将如图甲中的电路连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大)
(2)闭合开关,移动变阻器滑片P的过程中,观察到电流表示数几乎接近最大值,且电压表无示数,其原因可能是 小灯泡短路(或电压表短路) 。
(3)排除故障后,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,根据图像可知,小灯泡的额定电流为 0.2 A,其额定功率为 0.5 W。
(4)在实验过程中,发现滑动变阻器损坏(其他器材和规格不变),老师提供另一只滑动变阻器(10Ω,1.5A),至少还要在原电路中 串 (选填“串”或“并”)联一个 7.5 Ω的电阻。
(5)在整理器材时,发现滑动变阻器的PB部分比PC部分热,原因是 根据Q=I2Rt,当电流和通电时间相同时,PB部分的电阻远大于PC部分的电阻,所以产生热量多,比较热 。
【答案】(1)见解答图;(2)小灯泡短路(或电压表短路);(3)0.2;0.5;(4)串;7.5;(5)根据Q=I2Rt,当电流和通电时间相同时,PB部分的电阻远大于PC部分的电阻,所以产生热量多,比较热。
【解答】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,电流表示数变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中
;
(2)电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,故其原因可能是小灯泡短路(或电压表短路);
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.2V×0.2A=3.5W;
(4)小灯泡正常工作时的电阻为:
RL===12.8Ω;
此时电路中的总电阻为:
R总===30Ω;
可知电路中总电阻过小,应串联一个定值电阻总﹣R滑﹣RL=30Ω﹣10Ω﹣12.5Ω=7.7Ω;
(5)滑动变阻器的PB部分电阻丝与比PC金属杆部分串联,通过的电流和通电时间相等,根据焦耳定律Q=I2Rt,PB部分电阻产生的热多。
故答案为:(1)见解答图;(2)小灯泡短路(或电压表短路);0.8;7.58Rt,当电流和通电时间相同时,所以产生热量多。
14.实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中,实验器材:两节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时的电阻约为8Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请根据设计的如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。
(2)连接好电路,应先将滑动变阻器的滑片P移至最 右 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,同学们观察到小灯泡不发光,电流表无示数,则电路故障可能是 B (选填序号)。
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障继续实验,调节滑片P使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示 0.3 A,待测小灯泡的额定电功率是 0.75 W。
(4)同学们记录的实验数据如下表所示,分析表格数据可知:①小灯泡的实际功率越大,发光越 亮 ;②小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 小灯泡的亮度
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常
3 3 0.32 0.96 较亮
(5)实验后,同学们在交流讨论时,利用一个阻值已知的定值电阻R0代替电压表,设计了一个电路,如图丁所示(假设电源电压保持不变)。请将实验步骤补充完整。
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不动, 闭合开关S1和S,断开开关S2 ,读出电流表示数为I;
③小灯泡的额定电功率的表达式:P额= (用U额、R0、I表示)。
【答案】:(1);(2)右,B;(3)0.3;0.75;(4)①亮;②增大;(5)①;②闭合开关S、S1,断开开关S2;③。
【解答】解:(1)滑动变阻器要“一上一下”两个接线柱串联在电路中,实物图如下:
。
(2)连接好电路,应先将滑动变阻器的滑片P移至最右端,同学们观察到小灯泡不发光,电压表的示数接近3V。
A.小灯泡短路,电压表应该没有示数,故A不符合题意;
B.小灯泡断路,电压表串联在电路中,有示数,几乎没有示数;
C.滑动变阻器短路,电压表和电流表都应该有示数;
D.滑动变阻器断路,此时电路处于断路状态,故D不符合题意。
故选:B。
(3)排除故障继续实验,调节滑片P使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数为0.3A。
(4)同学们记录的实验数据如下表所示,分析表格数据可知:①小灯泡的实际功率越大;②第一次实验小灯泡的电阻为:;第三次实验的电阻为:,温度越高。
(5)实验后,同学们在交流讨论时0代替电压表,设计了一个电路,也测出了该小灯泡的额定功率(假设电源电压保持不变)。
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关S1和S,断开开关S6,读出电流表示数为I;此时电流表测量的是干路中的电流;
③小灯泡的额定电功率的表达式:P额=(用U额、R0、I表示)。
故答案为:(1);(2)右,B;(3)8.3;(4)①亮;(5)①、S2,断开开关S2;③。
15.在“测小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路补充完整。
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,造成这一现象的原因可能是 C 。
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器短路
(3)移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示 0.3 A,小灯泡正常发光时的电阻为 8.3 Ω,小灯泡的额定功率为 0.75 W。
(4)实验时,小明组的电流表坏了,他找来了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丙的电路来测额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,操作步骤下:
①闭合S0,开关S接1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为 U额 。
②保持滑片位置不变,开关S接2,记下电压表示数U U额×。 (用U额、U、R0表示)。
【答案】(1)见上图;(2)C;(3)0.3;8.3;0.75;(4)U额;U额×。
【解答】解:(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,如下图所示:
;
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,则电路可能断路,则说明电压表、开关,所以该故障是小灯泡断路;
(3)如图乙所示,电流表选用小量程,电流表的示数是0.3A,
小灯泡正常发光时的电阻为:
R==≈8.3Ω;
小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.8A=0.75W;
(4)①闭合S0,开关S接8,移动滑动变阻器滑片额;
②保持滑片位置不变,开关S接2,
在①中,定值电阻与灯串联后再与变阻器串联,灯正常发光;
在②中,电压表测灯与R0两端的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律6=U﹣U额,由欧姆定律,通过定值电阻的电流:I0==,即灯的额定电流:I额=,
则小灯泡额定功率表达式:
P额=U额×I额=U额×。
故答案为:(1)见上图;(2)C;8.3;(4)U额;U额×。
16.有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样,小强为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如下实验:
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电压表的示数接近3V保持不变,为了排除故障 B (选填字母);
A.拧紧开关两端的接线柱 B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是 P=UI (填公式),图甲中 电流表 (填仪器名称)的量程选择不合理;
(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光 2.4 V,小灯泡的额定功率为 1.2 W;
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 I1 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P额= I12R0 (用字母表示)。
【答案】(1)B;(2)P=UI;电流表;(3)2.4;1.2;(4)I1;I12R0。
【解答】解:(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V保持不变,则与电压表并联的部分断路了,接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱;
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是:P=UI,灯的额定电流为0.7A,故图甲中电流表的量程选择不合理;
(3)排除故障后,正确连接电路,电压表选用小量程,示数为2.4V
P=UI=3.4V×0.5A=1.2 W;
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路3的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片5;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值1,读出电阻箱的示数为R8;
③在①中,灯与变阻器串联,电流表示数为I1,故灯正常发光;
在②中,电阻箱与变阻器串联1,由等效代法,电阻箱的示数R3;即为灯正常发光时的电阻,则小灯泡的额定功率表达式P额=I12R5。
故答案为:(1)B;(2)P=UI;(3)2.4;(4)I7;I12R3。
17.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)本实验的工作原理是 P=UI 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图1中滑动变阻器的滑片P应位于 A (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示) 2.2 V,则此时小灯泡的实际功率 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率,在此基础上,若他想测量小灯泡的额定功率 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图像,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
(6)经多次测量和计算比较,我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,而是变化的 小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大 。
【答案】(1)P=UI;(2)见解答图;(3)A;(4)2.2;小于;B;(5)0.5;(6)小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
【解答】解:(1)在测定“小灯泡电功率”的实验中,用电压表测灯泡两端的电压,利用P=UI求出小灯泡功率;
(2)小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω
IL===0.25A,
故电流表选用小量程,将电流表与灯泡串联在电路中
;
(3)为了保护电路,闭合开关前,即A端;
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表选用小量程,其示数为3.2V,此时小灯泡的实际功率小于额定功率,应增大灯泡两端的电压,应减小变阻器两端的电压,应减小变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数为2.6V;
(5)由图3可知,当灯泡两端电压为2.5V,小灯泡额定功率为:
P=ULI=2.5V×4.2A=0.8W;
(6)经多次测量和计算比较,我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,其可能的原因是小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
故答案为:(1)P=UI;(2)见解答图;(4)2.2;B;(5)7.5。
18.小亮在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用的电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。
(1)实验原理是 P=UI 。
(2)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应向 A (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时应注意观察 电压表 示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示为 0.24 A,则小灯泡的额定功率是 0.6 W。
(3)实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将 不亮 (填“不亮”、“很亮”、“正常发光”或“烧毁”)。
【答案】(1)P=UI;(2)A;电压表;0.24;0.6;(3)不亮。
【解答】解:(1)测量小灯泡的电功率是通过测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,然后通过P=UI计算出小灯泡的电功率;
(2)灯在额定电压下正常发光,某次实验中,小于灯的额定电压2.5V,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故滑片向A移动;
同时应注意观察电压表示数,当灯正常发光时,图中电流表选用小量程,电流大小为6.24A,
则小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×5.24A=0.6W;
(3)实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,即电流表与灯并联,因电压表内阻很大,所以小灯泡将不亮。
故答案为:(1)P=UI;(2)A;4.24;(3)不亮。
19.如图甲,在“测量小灯泡额定电功率”实验中,提供的器材有:保持电压不变的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整,要求滑片向左移动灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应 断开 (选填“闭合”或“断开”),滑动变阻器的滑片置于阻值最大端;
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑动变阻器的滑片,两表示数均不变 滑动变阻器将AB两接线柱接入电路 。
(4)正确连接电路后进行实验,调节滑动变阻器使电压表的示数为2V,若要测出小灯泡的额定功率 左 端移动(选填“左”或“右”)。
(5)实验中如果电流表出现故障,下列的方案同样可以测量出小灯泡额定功率,如图丙,R0是阻值已知的定值电阻,则:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 A 移动滑片,使电压表的示数U1为 2.5 V;
② 保持滑片的位置不动 ,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡的额定功率P= U1 。(用R0、U1、U2表示)
【答案】(1);(2)断开;(3)将滑动变阻器的AB两个接线柱接入电路;(4)左;(5)①A;2.5;②保持滑片位置不动;③U1。
【解答】解:(1)滑片向左移动灯泡变亮,故滑动变阻器接入左下端
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(3)当移动滑片时电压表和电流表的示数均不变且示数较小,说明将滑动变阻器的AB两个接线柱接入电路;
(4)电压表的示数为2V小于额定电压2.2V,为了使电压表示数增大;
(5)①要测小灯泡的额定功率,首先使灯正常发光,故将开关拨到A点,使灯两端的电压为2.5V;
②保持滑片位置不动,通过开关的转换,
③根据串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压为U3=U2﹣U1;串联电路中的电流为I=;则灯的额定功率P=U额I额=U4。
故答案为:(1);(2)断开;(3)将滑动变阻器的AB两个接线柱接入电路;(5)①A;②保持滑片位置不动1。
20.小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率,实验中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 左 端位置。闭合开关后,他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示 0.7 W。
(3)本实验电路除了能测出小灯泡的功率,小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值,小华认为还能探究电流与电压的关系 小华 同学的观点是错误的,理由是: 灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值 。
(4)同组的小惠同学也设计了一个电路,如图丙所示,也测出了该小灯泡的额定功率,正确的操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1= 0.25 A;
②只闭合开关S和S1, 断开S2 ,读出电流表示数为I2;
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率,P额= U额(I2﹣I1) 。(用已知物理量的符号表示)
【答案】(1)见上图;(2)左;0.7(3)小华;灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值;(4)①0.25;②断开S2;③U额 (I2﹣I1)
【解答】解:(1)测灯泡额定功率的实验中,小灯泡电流一般小于0.6A,应与灯泡串联,所以电压表使用6﹣3V与灯泡并联
(2)为了保护电路,闭合开关前;
由图乙知,小灯泡正常发光的电流为0.28A额=U额I=7.5V×0.28A=5.7W,
(3)根据欧姆定律有R=,故本实验电路除了能测出小灯泡的功率;
探究电流与电压的关系时要控制电阻的电压不变,灯的电阻随温度的变化而变化,故小华同学的观点是错误的;
(4)由实验电路图可知主要测量步骤:
①闭合开关S和S2,断开S7,调节滑动变阻器使R,使电流表示数I1===0.25A;
②闭合开关S和S1,断开开关S4,保持滑动变阻器的阻值不变,记录此时电流表的示数为I2;
③通过灯泡的电流IL=I2﹣I2,则灯泡L的额定功率P=U额(I2﹣I1)。
故答案为:(1)见上图;(2)左;(3)小华,不是一个定值;②断开S5;③U额(I2﹣I1)。
21.为了测量小灯泡在不同电压下的电功率,小组同学设计了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整。
(2)电路正确连接后闭合开关,电压表示数为1.5V,电流表示数为 0.22 A(如图2),此时小灯泡实际功率为 0.33 W;若小灯泡额定电压为2.5V,要测量小灯泡的额定电功率 左 移。
(3)设计一个实验记录表格并画在下面虚线框中。
(4)小华打算从老师处取来已知阻值的定值电阻R0和开关S1、S2,不用电压表,只用电流表,测量已知额定电压为U的小灯泡额定电功率,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节变阻器滑片,使电流表示数为 ;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表示数为I;
③则该小灯泡额定电功率P= U(I﹣) 。(两空均用题中给定字母表达)
【答案】(1)见上图;(2)0.22;0.33;左;(3)见上表;(4);U(I﹣)。
【解答】解:(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,见下图:
;
(2)电流表的量程为0~0.8A,分度值为0.02A,小灯泡的实际功率P=UI=1.5V×0.22A=0.33W;
小灯泡的实际电压小于灯的额定电压,要测量小灯泡的额定电功率,就应该让滑动变阻器两端的电压减小,滑动变阻器的阻值应变小;
(3)表格需要记录电压、电流,至少要进行三次实验
次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
8
2
3
(4)①闭合开关S、S5,断开开关S2,此时小灯泡与灯泡并联,再与滑动变阻器串联,使电流表示数为 ;
②闭合开关S、S4,断开开关S1,电流表示数为I;
③在②中,电路的连接方式没有发生改变,根据并联电路电流的规律额=I﹣;
所以灯泡的额定电压功率为:P=U额I额=U(I﹣)。
故答案为:(1)见上图;(2)0.22;左;(3)见上表;U(I﹣)。
22.(1)如图1甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热:
①两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)来比较。
②根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图1乙所示,分析图象可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A (选填“A”或“B”)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, B (选填“A”或“B”)升温较高。
③冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质 B (选填“A”或“B”)。
(2)在测量小灯泡电功率的实验中,如图2所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 0.3 A,电压表的示数为 2.5 V,此时小灯泡的电功率为 0.75 W。
【答案】(1)加热时间;(2)A;B;(3)B;(4)0.3;2.5;0.75。
【解答】解:(1)根据转换法,实验中两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较因要用酒精灯的外焰加热,按自下而上的顺序组装器材;
(2)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,故A吸收的热量较多,在吸收相同热量时,B升温较高;
(3)由图乙可知,B的吸热能力强,B放热多,故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质;
(4)图2所示是某次实验中电表的示数,电流表的分度值为0.02A,电压表的分度值为3.1V,此时小灯泡的电功率为:P=UI=2.6V×0.3A=5.75W。
故答案为:(1)加热时间;(2)A;B;(4)0.3;3.75。
23.小明在实验室做“测量小灯泡电功率”的实验,如图所示,电源(电压恒为4.5V)(额定电压为2.5V),电流表、电压表各一个,一个滑动变阻器(20Ω 3A),导线若干。
(1)甲图是小明连接的错误电路,在应改动的一根导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)正确连线后,应将滑片移到最 左 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,小灯泡发光,当滑片移动到某一位置时,此时电流表示数为0,电压表的示数大于小灯泡的额定电压 断路 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,逐步移动滑片,看到如图乙所示的电压表示数,应向 右 (选填“左”或“右”)端移动滑片P,图丙为灯泡的I﹣U图象,可知灯泡正常发光时的电阻为 12.5Ω ;
(4)利用上述器材,在不改变电路的情况下,小明认为还可以继续探究电流与电压的关系 错误 的。(选填“正确”或“错误”)
(5)为进一步探究电流与电阻的关系,小明找来四个定值电阻(10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),将灯泡依次换成以上定值电阻,在将30Ω电阻接入电路时,发现无论怎样移动滑片,于是小明想在前面已使用的三个电阻中选一个串联接入电路来继续实验,下列说法正确的是 B 。
A.只能选10Ω的
B.只能在10Ω或15Ω中任选一个
C.在10Ω、15Ω、25Ω中任选一个
D.无论选哪一个接入电路都无法完成实验
(6)同组的小西同学认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率,于是他找来一个阻值为5Ω的定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路,测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。正确连接电路后,其操作如下:
①闭合开关S和S2,断开S1,移动滑片P使电压表的示数为3.8V;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S和S1,断开S2,记下电压表的示数为4.8V;
③小灯泡的额定功率P额= 0.76 W。
【答案】(1)见解答图;(2)左;断路;(3)右;12.5Ω;(4)错误;(5)B;(6)0.76。
【解答】解:(1)要测小灯泡功率,电压表应与灯泡并联,电压表测总电压
;
(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑片移到阻值最大处;
电流表无示数,说明电路断路,说明电压表、滑动变阻器,因此电路故障为与电压表并联的灯泡断路;
(3)电压表使用0~3V量程,每一个大格代表8V,电压为2.2V。
要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从8.2V增大到2.3V,根据分压原理,滑片向右端移动;
从图像得知,灯泡在2.5V下的电流为8.2A,
灯泡正常发光时的电阻为:
R===12.4Ω;
(4)由图象知,通过灯泡的电流与电压不成正比;
在探究电流与电压关系时应保持电阻不变,但灯泡在不同电压下电阻是不同的,无法探究电流与电压的关系;
(5)由题知,探究电流与电阻的关系,
若将30Ω电阻连入电阻中,由串联电路特点和欧姆定律有:IR=I,则:
=,即=,
解得R总=54Ω,
变阻器连入电路的阻值和串联接入的电阻之和:R′=R总﹣R=54Ω﹣30Ω=24Ω,
所以不能选用25Ω的定值电阻与滑动变阻器串联,
因为滑动变阻器的最大值为20Ω,所以需要再串联接入的电阻最小值为:
R串联=R′﹣R滑大=24Ω﹣20Ω=4Ω,故能在10Ω或15Ω中任选一个;
(6)闭合开关S和S4,断开S1,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常工作L=3.8V,保持滑片P的位置不变1,断开S2,电压表测出小灯泡和定值电阻两端电压,U'=7.8V,定值电阻R0两端电压为:
UR4=U'﹣U'L=4.8V﹣4.8V=1V,
根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流为:
I'===0.2A,
故小灯泡的额定功率为:
P=U'LI'=4.8V×0.3A=0.76W。
故答案为:(1)见上图;(2)左;(3)右;(4)错误;(6)0.76。
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