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7.在測定額定電壓為3.8V的小燈泡(電阻大約為10Ω)額定功率的實驗中,小明連接了如圖甲所示的電路,其中電源電壓為6V且保持不變.
(1)請將實物電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片向左移動時小燈變亮).
(2)在連接電路時,開關必須斷開.若有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(20Ω 0.2A)三個滑動變阻器可供選擇,則應該選擇變阻器B(填“A”、“B”或“C”)連入電路,才能保證實驗順利進行.
(3)在實驗中,若電壓表示數(shù)為2V,則小燈泡的實際功率小于額定功率(填“大于”、“小于”或“等于”);在此基礎上,為了能測量小燈泡的額定功率,必須將滑片P向A(填“A”或“B”)端移動,當電壓表的示數(shù)為3.8V時小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為1.52W.
(4)小明根據(jù)測量小燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù),作出了I-U圖象,如圖丙所示.結果發(fā)現(xiàn)圖象不是直線,這表明通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成(填“成”或“不成”)正比,這是因為燈絲電阻隨溫度的升高而增大.
(5)小明同學連接好最后一根導線后,閉合開關,他發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片,燈泡都很暗,且兩表示數(shù)不變,出現(xiàn)上述故障的原因可能是:①滑動變阻器同時接下面兩個接線柱;②電源電壓太�。�
(6)在該實驗后把小燈泡換成一個定值電阻,還可探究B的關系(選填“A”或“B”).
A.電流與電阻    B.電流與電壓.
(7)電路連接好后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光,電壓表的指針有明顯偏轉,但電流表的指針卻沒有偏轉,請問發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是:電流表短路.
(8)小明同學閉合開關后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表、電壓表均有示數(shù),接下來他首先應進行的操作是C.
A.檢查電路是否斷路B.更換小燈泡
C.移動滑動變阻器的滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(9)某同學還想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,滑動變阻器選用C,并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變,多次更換阻值不同的定值電阻R,記錄各次電流表的示數(shù),在不更換其他器材的情況下,為了能夠完成實驗,他更換的定值電阻R的阻值不能大于5Ω.

分析 (1)根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程,滑動變阻器的滑片向左移動時小燈變亮,說明滑動變阻器使用左半段電阻絲,滑動變阻器應接左下接線柱,把燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表與燈泡并聯(lián),即可完成電路連接.
(2)連接電路時,開關要斷開;由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值,然后根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器.
(3)燈泡在額定電壓下的功率等于額定功率,由電功率公式P=U2R可知燈泡兩端的電壓越小,燈泡的實際功率越��;
燈泡電壓小于額定電壓,為使燈泡正常發(fā)光,應移動滑動變阻器滑片使滑動變阻器接入電路的阻值減小,使燈泡電壓變大,根據(jù)滑動變阻器的接法判斷滑片的移動方向;當燈泡電壓等于額定電壓時,燈泡正常發(fā)光;由電功率公式P=UI可以求出燈泡電功率.
(4)燈泡的燈絲會隨溫度的變化而改變,這是造成電流與電壓不成正比的真正原因.
(5)滑動變阻器同時接下面兩個接線柱或電源電壓太小,燈泡亮度很暗,根據(jù)實驗現(xiàn)象分析答題.
(6)根據(jù)實驗電路與實驗器材分析實驗目的.
(7)常見的電路故障現(xiàn)象有斷路與短路,根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因.
(8)燈泡實際功率太小,燈泡不發(fā)光,可以移動滑片,減小電路電阻,增大電路電流,增大燈泡實際功率,觀察燈泡是否發(fā)光.
(9)探究電流與電壓的關系,應控制電阻兩端電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電阻阻值.

解答 解:(1)燈泡額定電壓是3.8V電壓表應選0~15V量程,滑動變阻器接左下接線柱,燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表與燈泡并聯(lián),電路圖如圖所示.

(2)為保護電路,在連接電路時,開關必須斷開;燈泡正常發(fā)光時電路電流約為:I=UR=\frac{3.8V}{10Ω}=0.38A,此時滑動變阻器兩端電壓:U=U-UL=6V-3.8V=2.2V,
由I=\frac{U}{R}得:滑動變阻器接入電路的阻值R=\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{2.2V}{0.38A}≈5.8Ω>5Ω,滑動變阻器應選B.
(3)電壓表示數(shù)2V小于燈泡額定電壓3.8V,由電功率公式P=\frac{{U}^{2}}{R}可知燈泡實際功率小于燈泡額定功率;
由電路圖可知,應向A移動滑動變阻器滑片,使滑動變阻器接入電路的阻值變小,燈泡兩端的電壓變大,當電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時,燈泡正常發(fā)光,燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
(4)圖線彎曲說明小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比,即燈泡的電阻值是變化的,不是定值,這是因為燈絲電阻隨溫度升高而增大,燈泡兩端電壓越大,
通過燈的電流越大,燈泡的實際功率越大,燈絲溫度越高,電阻越大,所以圖線不是直線.
(5)閉合開關,無論怎樣移動滑片,燈泡都很暗,說明燈泡實際功率很小,電路電流很小,且兩表示數(shù)不變,說明滑動變阻器不能改變電路電阻,可能的電路故障是:①滑動變阻器同時接下面兩個接線柱;②電源電壓太小.
(6)在該實驗后把小燈泡換成一個定值電阻,電阻阻值不變,移動滑片可以改變電阻兩端電壓,用電流表測出不同電壓下的電流,該實驗可以探究電流與電壓的關系,故選B.
(7)電路連接好后,閉合開關,燈泡發(fā)光,說明電路不存在斷路;電流表的指針沒有偏轉,可能是電流表短路造成的.
(8)閉合開關,電流表、電壓表均有示數(shù),說明電路不存在斷路,燈泡不發(fā)光,可能是燈泡實際功率太小不足以引起燈泡發(fā)光造成的,可以移動滑動變阻器的滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光,故選C.
(9)電源電壓為6V,電壓表的示數(shù)始終保持2V不變,則滑動變阻器分壓為6V-2V=4V,滑動變阻器分壓為定值電阻電壓的兩倍,由串聯(lián)電路特點可知,滑動變阻器接入電路的阻值為定值電阻的2倍,滑動變阻器最大阻值為10Ω,則定值電阻的最大阻值為5Ω.
故答案為:(1)如圖所示;(2)斷開;B;(3)小于;A;3.8;1.52;(4)不成;燈絲電阻隨溫度的升高而增大;(5)滑動變阻器同時接下面兩個接線柱;電源電壓太小;(6)B;(7)電流表短路;(8)C;(9)5.

點評 本題考查了實驗注意事項、連接實物電路圖、滑動變阻器的選擇、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理、滑動變阻器的作用等,是實驗的常考問題,一定要掌握;連接實物電路圖時,要注意電表量程的選擇,注意題目要求.

練習冊系列答案
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(1)為保護電路元件安全,連接電路時開關應斷開;
(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應調至B(選填“A”或“B”)端;
(3)若某次實驗時,開關閉合后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓,請分析出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是燈泡斷路.
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