【題目】(1)某小組同學(xué)利用圖甲所示的電路圖測量小燈泡的電功率.燈泡額定電壓為3.8V、電阻約為10Ω.

①請幫該組同學(xué)將圖甲的實物電路連接完整.

②閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn),移動變阻器的滑片,兩表示數(shù)均不變,原因可能是

③問題解決后,閉合開關(guān),改變變阻器滑片P的位置,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)如圖乙所示,此時燈泡的額定功率為 W.

(2)測量結(jié)束后,該小組同學(xué)用圖丙的電路圖探究歐姆定律,實驗中他們所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω,電源電壓為4.5V.在探究“電阻上的電流跟電阻的關(guān)系”時,控制定值電阻兩端電壓3V不變,把定值電阻由5Ω換成10Ω,閉合開關(guān)后,下一步的操作是:將變阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)移動,目的是 .若要完成整個實驗,選擇的滑動變阻器的最大阻值至少為 Ω.

【答案】(1)①見上圖;②滑動變阻器接入電路的阻值為零;③1.52;

(2)右;保持定值電阻兩端電壓不變;7.5

【解析】

試題分析:(1)①由電路圖可知,滑動變阻器與電壓表連接不完整,滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路,電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端;

②電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn),說明電路電阻較小,可能是燈泡短路或滑動變阻器接入電路的阻值為零造成的;

電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明與電壓表并聯(lián)的燈泡不存在短路,燈泡之外電路存在短路,

由此可知,電路故障是滑動變阻器接入電路的電阻為零(短路)造成的;

③當(dāng)燈泡電壓為額定電壓時,燈泡正常發(fā)光,根據(jù)圖甲和圖乙確定電流表的量程及分度值,由圖讀出電流表示數(shù),再根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率;

(2)當(dāng)將電阻由5Ω更換為10Ω后,定值電阻阻值變大,定值電阻分壓變大,滑動變阻器分壓變小,

為保證電阻兩端電壓不變,應(yīng)移動滑動變阻器滑片,使滑動變阻器接入電路的阻值變大,使定值電阻兩端電壓保持不變;

根據(jù)串分壓的知識,當(dāng)電阻的阻值最大時,所需滑動變阻器的阻值最大,應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大阻值.

解:(1)①因為燈泡額定電壓是3.8V,所以電壓表應(yīng)選0~15V量程,滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表與燈泡并聯(lián),電路圖如圖所示:

②電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn),移動變阻器的滑片,兩表示數(shù)均不變,

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,即滑動變阻器接入電路的阻值為零造成的.

③燈泡正常發(fā)光時,其電壓為額定電壓U=3.8V;

電流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數(shù)I=0.4A,

則燈泡的額定功率:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W.

(2)定值電阻由5Ω更換為10Ω后,定值電阻分壓變大,大于原來的電壓,為保持定值電阻兩端電壓不變,

由電路圖丙可知,應(yīng)向右移動滑動變阻器滑片,增大滑動變阻器接入電路的阻值,增大滑動變阻器的電壓,

使定值電阻兩端電壓減小到原來的值,即保持定值電阻兩端電壓不變.

當(dāng)定值電阻的最大阻值為15Ω,根據(jù)串聯(lián)分壓的知識,此時所需滑動變阻器的阻值最大;

此時電路中電流:I===0.2A,

根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知,滑動變阻器兩端的電壓:

U=U﹣U=4.5V﹣3V=1.5V,

由I=得,滑動變阻器接入的最大阻值:

R===7.5Ω.

故答案為:(1)①見上圖;②滑動變阻器接入電路的阻值為零;③1.52;

(2)右;保持定值電阻兩端電壓不變;7.5.

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