13.在“測(cè)量小燈泡電功功率的實(shí)驗(yàn)”中,小燈泡的額定電壓為3.8V.電阻大約為10Ω,電源電壓為6V且保持不變,其它器材如圖所示.實(shí)驗(yàn)中小東發(fā)現(xiàn)電壓表的0~15V量程損壞,但0~3V的量程還可使用.

(l)小東仍利用這些器材進(jìn)行上面的實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)連出了如上面的實(shí)物圖,但有一根導(dǎo)線連錯(cuò)了,請(qǐng)幫他在連錯(cuò)的導(dǎo)線上畫“×”,并連上正確的導(dǎo)線.同時(shí)在方框內(nèi)畫出所連實(shí)物的電路圖.
(2)實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)可供選擇的滑動(dòng)變阻器,分別為A“5Ω1A”和B“10Ω1A”,為了能順利完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)選擇合適B(選填“A”或“B”).
(3)按正確電路改正過程中,開關(guān)必須斷開.如圖,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在阻值最大端.閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電壓表V的示數(shù)約6V,電流表A無示數(shù),燈不亮.則電路存在的故障是滑動(dòng)變阻器斷路了.
(4)正確連接電路后,小東測(cè)出當(dāng)電壓表示數(shù)U=2.2V時(shí),電流表示數(shù)I=0.4A.請(qǐng)你幫助計(jì)算出小燈泡的額定電功率是1.52W.

分析 (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表的0~15V量程損壞,但0~3V的量程還可使用.但電壓表不能用來測(cè)量燈泡兩端的電壓,可以用來測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,只要讓它的電壓為2.2V,就表示燈泡的電壓為3.8V.由此改接電路并畫出電路圖;
(2)由電路圖,根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器接入電路的阻值,從而選擇其規(guī)格;
(3)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開,變阻器接入電路的阻值應(yīng)為其最大值;
電流表A無示數(shù),燈不亮,可能是電路出現(xiàn)了斷路,再根據(jù)電壓表示數(shù)情況分析解答;
(4)由P=UI計(jì)算燈泡的額定功率.

解答 解:
(1)由實(shí)物圖知,變阻器與燈泡并聯(lián),電壓表被串聯(lián)接入電路中了.
已知電源電壓U=6V,小燈泡額定電壓UL=3.8V,小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓,所以,燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓U=U-UL=6V-3.8V=2.2V.
電壓表的0~15V量程損壞,但0~3V的量程還可使用;故電壓表不能用來測(cè)量燈泡兩端的電壓,但可以用來測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,只要讓它的電壓為2.2V,就表示燈泡的電壓為3.8V.所以,電壓表應(yīng)并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端,如圖所示:
;
(2)電源電壓U=6V,小燈泡的額定電壓U=3.8V,小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),起分壓作用,故要求滑動(dòng)變阻器能夠至少分擔(dān)U=2.2V電壓,小燈泡的電阻約為10Ω.
所以燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中電流約為:I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A,
滑動(dòng)變阻器接入的阻值至少為:R=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.8Ω,
所以應(yīng)選擇“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器B;
(3)為了保護(hù)電路,電路改正過程中,開關(guān)必須斷開;閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在阻值最大端;
電流表A無示數(shù),燈不亮,可能是電路出現(xiàn)了斷路,電壓表V的示數(shù)約等于電源電壓6V,說明電壓表到電源兩極間是通路,結(jié)合電路圖可知,故障可能是滑動(dòng)變阻器斷路了;
(4)當(dāng)電壓表示數(shù)U=2.2V時(shí),燈泡電壓達(dá)到額定電壓3.8V,此時(shí)電流表示數(shù)I=0.4A,
所以燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W.
故答案為:
(1)見上圖;(2)B;(3)斷開;最大;滑動(dòng)變阻器斷路了;(4)1.52W.

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn),考查了實(shí)物電路的連接、電路圖的畫法、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用,故障判斷以及功率的計(jì)算,綜合性比較強(qiáng),是中考的熱點(diǎn)題型.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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實(shí)驗(yàn)序號(hào)材料原長(zhǎng)/m溫度升高/℃伸長(zhǎng)量/mm
11100.19
22100.38
31300.57
41300.69
52100.46
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄完成下列各題:
(1)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2可得到的初步結(jié)論是:當(dāng)材料和升高的溫度相同時(shí),固體線膨脹的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)有關(guān).
(2)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與3可得到的初步結(jié)論是:當(dāng)材料和原長(zhǎng)相同時(shí),固體線膨脹的長(zhǎng)度與升高的溫度有關(guān).
(3)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)3、4,可得初步結(jié)論:當(dāng)原長(zhǎng)和升高的溫度相同時(shí),固體的線膨脹與材料有關(guān).
(4)通過以上實(shí)驗(yàn),你能初步判斷,在相同條件下,鋁的線膨脹程度比銅顯著(選填:“顯著”或“不顯著”).如圖所示,是一個(gè)由銅鋁組成的雙金屬片,在30℃時(shí)是平直的,則在80℃時(shí),雙金屬片將彎向銅(選填“鋁”或“銅”).

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