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按图示的电路图做“测置小电灯的功率”的实验,所用器材有:标“3.8V”字样的待测...

按图示的电路图做“测置小电灯的功率”的实验,所用器材有:标“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表(量程为0〜0.6A、0〜3A)、电压表(量程为0〜3V、0〜15V)、开关及导线若干.manfen5.com 满分网
(1)某学生在实验时,把电流表与电压表的位置交换连接了,闭合开 关后会造成______(填选项前的字母)
A.电流表烧坏
B、电压表烧坏
C.小电灯烧坏
D、小电灯不亮
(2)另一学生按图连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数.经检查,导线连接完好,则电路故障是:______,排除该故障换用新元件后,闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处是:______
(3)小明同学按电路图正确连接电路后,闭合开关,从大到小调节滑动变阻器的阻值,并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表.
电压表的示数
U/V
电流表的示数 I/A小电灯的功率 P/W
2.00.20 
2.50.22 
3.00.25 
3.80.30 
4.50.32 
①通过上表数据,可算得小电灯的额定功率为______W,还可得出关于灯丝电阻的结论是:______
②当小电灯正常工作时,连人电路的滑动变阻器的阻值为______Ω
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端,两灯消粍的总功率为______W.
(4)若电压表的0〜15V量程已损坏,只能使用0〜3V量程,其它器材不变,如何测出小电灯的额定功率?
①在虚线框中画出测量电路图;
②若小电灯两端最大可加4.5V电压,为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全,参照小明的实验数据,估算滑动变阻器接入电路的阻值范应为______Ω~______Ω
(1)电流表与电压表的位置交换连接,即电压表串联接入电路,理想电压表电阻为无穷大,电压表串联接入电路,电路相当于断路,电路电流为零,灯泡不发光; (2)灯不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路存在断路,或电路电阻太大而电路电流太小不足以让灯泡发光;由电路图知,滑动变阻器滑片在最左端,滑动变阻器接入电路的阻值为零,只有灯泡接入电路,电路电阻不大,灯泡不发光不是电流太小引起的;只有灯泡接入电路,如果灯泡短路,则电源被短路,电路电流很大,电流表会被烧坏而造成电路断路,电压表不能与电源两极相连,电压表示数为零,而现在电压表示数不为零而是有较大示数,所以灯泡不可能短路;综合分析可知灯不亮的原因是灯泡断路; 开关闭合后,灯闪亮一下后立即熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小造成的,原因可能是闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处; (3)①由表找出灯泡的额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡的额定功率; 由表可知:随电压增大,灯泡的阻值增大,可从温度对电阻的影响分析原因; ②由表找出灯泡正常工作时的电路电流,由串联电路电压特点求出滑动变阻器两端的电压,然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值; ③由串联电路的电压特点知,两个完全相同的灯泡接入电路时,每个灯泡两端的电压相等,电源电压为6V,则每个灯泡两端的电压是3V,由表中数据找出3V所对应的电流,然后由P=UI求出两灯消耗的总功率; (4)①0~15V量程已损坏,而灯泡额定电压为3.8V,超过电压表的另一量程0~3V;电源电压是6V,灯泡正常发光时,与灯泡串联的滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V,小于电压表量程0~3V,因此可以用电压表测滑动变阻器电压,以便间接测量灯泡电压,据此作出电路图; ②根据题意确定滑动变阻器两端的最大电压与最小电压值,由串联电路特点求出相应的灯泡电压,由表中数据找出电压所对应的电流,然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大与最小阻值,然后确定其范围. 【解析】 (1)把电流表与电压表的位置交换连接了,电路断路,电路电流为零, 电流表与小电灯不会烧坏,小电灯不亮,由于电源电压是6V,小于电压表量程0~15V, 因此电压表不会烧坏,所以闭合开关后会造成的现象是:D小电灯不亮; 故答案为:D. (2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数; 经检查,导线连接完好,则电路故障是:小电灯断路;排除该故障换用新元件后, 闭合开关时,观察到灯闪亮一下后立即熄灭,该学生在操作过程中的不当之处是:闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处; 故答案为:小电灯断路;闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处. (3)①由表中数据知,灯泡额定电压U=3.8V对应的电流I=0.3A,则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W; 由表中数据及R=可知,随小电灯电压的增大,小电灯电阻变大,这是因为: 随电压增大、电流随之增大,小电灯的实际功率P=UI也增大,灯的温度升高,由此可见:灯丝电阻随温度的升高而增大; 故答案为:1.14;灯丝电阻随温度的升高而增大. ②小电灯正常发光时,电压为额定电压U灯=3.8V,由表中数据知,此时电路电流I=0.3A, 由串联电路特点知,滑动变阻器两端电压U滑=U-U灯=6V-3.8V=2.2V, 此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=═≈7.3Ω; 故答案为:7.3. ③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端,每个灯两端的电压是3V,由表中数据知, 电路电流I=0.25A,则两灯消粍的总功率P=UI=6V×0.25A=1.5W; 故答案为:1.5. (4)①电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路,电压表并联在滑动变阻器两端,电路图如图所示; 故答案为:电路图如图所示. ②a、当电压表示数为最大值3V时,小电灯两端的电压为6V-3V=3V,由表中数据知,电流为0.25A,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑1==12Ω; b、当小电灯电压为4.5V时,由表中数据知,电路电流为0.32A,此时滑动变阻器两端电压为 6V-4.5V=1.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑2=≈4.7Ω; 则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω~12Ω; 故答案为:4.7;12.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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