2.學(xué)校實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V  0.75W”的小燈泡,小明利用其中一只小燈泡做“測量小燈泡電功率”的實驗:
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,幫小明將圖1中的電路連接完整,要求滑片P向右移動時,電壓表的示數(shù)要變大;

(2)小明連接完電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓,反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P,電壓表的示數(shù)基本不變.發(fā)生故障的原因可能是滑動變阻器同時接上面兩個接線柱,或者燈泡斷路.
(3)排除故障后,小明移動滑動變阻器的滑片P,將三次實驗時電壓表和電流表的示數(shù)記錄到表中;當電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)如圖2,其讀數(shù)為0.4A,此時小燈泡的電功率為1W;
次數(shù)第一次第二次第三次
電壓/V22.52.8
電流/A0.340.42
(4)小明查看了小燈泡的說明書,了解到生產(chǎn)這批小燈泡鎢絲的橫截面積是一定的.分析實驗數(shù)據(jù),可推測這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比是短了.(選填“長了”或“短了”)
(5)請寫出小明在該實驗操作過程中的一條注意事項:閉合開關(guān)前,為了保護電路,變阻器的滑片移到最大阻值處;(或調(diào)節(jié)滑動變阻器時,眼睛應(yīng)注意觀察電壓表的表盤)..

分析 (1)本實驗中,滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路中,根據(jù)滑片P向右移動時,電壓表的示數(shù)要變大確定其接線柱;
(2)電壓表的示數(shù)接近電源電壓,則說明變阻器分得電壓接近為0,反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P,電壓表的示數(shù)基本不變.變阻器失去了變阻的作用據(jù)此分析;
電壓表的示數(shù)接近電源電壓,反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P,電壓表的示數(shù)基本不變,即電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源連連通,據(jù)此分析;
(3)由圖示電流表確定其分度值,讀出其示數(shù),由P=UI求出燈泡功率.
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),應(yīng)用歐姆定律求出燈絲實際電阻,根據(jù)燈泡額定功率與額定電壓應(yīng)用電功率變小公式求出燈泡電阻,由影響電阻大小的因素,根據(jù)兩電阻值關(guān)系,分析答題.
(5)可從保護電路的角度,分析在該實驗操作過程中的注意事項.

解答 解:
(1)測量小燈泡電功率的實驗中,滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路中,滑片P向右移動時,電壓表的示數(shù)要變大(電壓表測燈泡兩端電壓),根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,說明滑動變阻器兩端電壓減小,由分壓原理可知,變阻器連入電路中的電阻變小,由圖可知應(yīng)將其右下角接線柱接入電路中,如圖所示:

(2)小明連接完電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓,則說明變阻器分得電壓接近為0,反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P,電壓表的示數(shù)基本不變,即變阻器失去了變阻的作用,發(fā)生故障的原因可能是:滑動變阻器同時接上面兩個接線柱或滑動變阻器短路了;
發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓,反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P,電壓表的示數(shù)基本不變,即電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則可判斷燈泡斷路了;
(3)由圖1可知,電流表量程是0~0.6A,其分度值為0.02A,所以當電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)為0.4A,燈泡功率P=UI=2.5V×0.4A=1W;
(4)根據(jù)I=$\frac{U}{R}$,由表中實驗數(shù)據(jù)可得,根據(jù)歐姆定律燈泡的實際電阻R=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω;
燈上標有“2.5V 0.75W”表示燈泡額定電壓是2.5V,額定功率為0.75W,
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,燈泡正常發(fā)光時的電阻應(yīng)為R′=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{(2.5V)^{2}}{0.75W}$≈8.3Ω,
比較可知燈泡實際的電阻小于理論值,根據(jù)影響電阻大小的因素,在材料、橫截面積不變的情況下,實際燈絲的長度與合格產(chǎn)品相比是短了;
(5)閉合開關(guān)前,為了保護電路,變阻器的滑片移到最大阻值處;(或調(diào)節(jié)滑動變阻器時,眼睛應(yīng)注意觀察電壓表的表盤).
故答案為:(1)見上圖;(2)同時接上面兩個接線柱;斷路;(3)0.4;1;(4)短了;
(5)閉合開關(guān)前,為了保護電路,變阻器的滑片移到最大阻值處;(或調(diào)節(jié)滑動變阻器時,眼睛應(yīng)注意觀察電壓表的表盤).

點評 本題測量小燈泡電功率,考查了實物電路的連接、電路故障分析、電表讀數(shù)、求燈泡額定功率及影響電阻大小的因素,是電學(xué)實驗的?紗栴},綜合性較強.

練習冊系列答案
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120020288
210020284
3煤油20020284
4煤油20020242
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