【題目】小華用如圖甲所示電路測(cè)量小燈泡的額定功率,小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣,額定功率約1W,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“50Ω,1.5A”字樣,電源電壓恒為6V。

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

(1)請(qǐng)幫小華在圖甲補(bǔ)畫導(dǎo)線,使其成完整實(shí)驗(yàn)電路,要求:滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),燈泡變亮____

(2)閉合開關(guān)前,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大外,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表示數(shù)為零,電流表指針偏轉(zhuǎn),逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,小燈泡始終不亮,電壓表示數(shù)仍然為零,電流表示數(shù)逐漸變大,該電路故障可能是________________________

(3)排除故障后,小華閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為______________W。

(4)小華剛準(zhǔn)備拆除電路結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí),同組的小紅提出,在調(diào)節(jié)滑片使燈正常發(fā)光時(shí),電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V,可能因此造成一定的測(cè)量誤差,她認(rèn)為可以在(3)中小華所做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)電路稍作改動(dòng),提高測(cè)量數(shù)據(jù)精確度.請(qǐng)幫小紅補(bǔ)全測(cè)量步驟(補(bǔ)全步驟必須準(zhǔn)確闡述接法和操作要點(diǎn)):

a.斷開開關(guān),______________________________________________________;

b. 閉合開關(guān),______________________________________________________,并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)。

[拓展]

小華同學(xué)還要探究電流與電阻的關(guān)系,于是將圖中的小燈泡換成定值電阻,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(shí)驗(yàn),他更換的定值電阻R的阻值不能大于___________Ω.

【答案】 燈短路 1.14 將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端,并用“0-3V”量程 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器 25

【解析】在圖甲補(bǔ)畫導(dǎo)線,使其成完整實(shí)驗(yàn)電路,要求:滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),燈泡變亮,即電路中電流變大滑動(dòng)變阻器阻值變小,故將滑動(dòng)變阻器右下接線柱連入電路

閉合開關(guān)前,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大外,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表指針偏轉(zhuǎn),說明燈泡短路或者燈泡實(shí)際功率太小不足以發(fā)光。逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,小燈泡始終不亮,電壓表示數(shù)仍然為零,電流表示數(shù)逐漸變大,說明燈泡不發(fā)光的原因不是實(shí)際功率太小。故該電路故障可能是燈泡短路。

由圖乙可知,電流表示數(shù)為0.3A故燈泡的額定功率。

由題可知,在調(diào)節(jié)滑片使燈正常發(fā)光時(shí),電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V,可能因此造成一定的測(cè)量誤差,為了減小誤差,準(zhǔn)確測(cè)量小燈泡兩端的電壓,利用電源電壓恒定,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系,電壓表可以改用0~3V的量程,并接在滑動(dòng)變阻器兩端。步驟如下:

a.斷開開關(guān),將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端,并用“0-3V”量程。

b. 閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為2.2V,并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)。

[拓展]

根據(jù)小華同學(xué)的設(shè)計(jì),將小燈泡換成定值電阻,并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變。因?yàn)殡娫措妷汉銥?/span>6V,滑動(dòng)變阻器與電阻R串聯(lián),所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓為4V。根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配與電阻成正比, 滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是定值電阻兩端電壓的兩倍,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為定值電阻阻值的兩倍,滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω,因此定值電阻最大阻值為25Ω。

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(1)如果小燈泡的額定功率小于2w,電流表的量程選_________________為宜;

(2)在實(shí)驗(yàn)中,若電壓表示數(shù)為2 V,則燈泡的實(shí)際功率_________額定功率(選填“>”、“<”或“=”);此時(shí)應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向______移(選填“左”或“右”),就可以使得電壓表的示數(shù)為_______V時(shí),小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為0.4A,則燈泡的額定功率為________W;

(3)另一組的同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅。檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處:

___________________________________________。

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