人教版九年级下册物理 电功率专题练习(解析版)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
人教版九年级下册物理电功率专题练习(解析版)
一、初三物理电功率易错压轴题(难)
1.由电路图知,电流表测量的是通过灯泡和电压表的电流之和,即所测电流偏大,根据知,测量后计算出的电功率值会偏大.小爽做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为3V,可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、和30Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大;______
(2)他将5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是电阻______(选填“短路”或“断路”);排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求时,电流表示数如图乙所示,电流为______A;
(3)将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为______V为止,记录电流表的示数;
(4)为了获得普遍规律,他想利用上述五个电阻分别单独接入电路,进行五次实验,则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于______Ω;
(5)完成上述实验后,小爽又设计了如图丙所示的电路,来测量一个小灯泡的额定功率。
已知小灯泡的额定电压为U额,电源电压为U,滑动变阻器A的最大阻值为R0,请完成实验步骤并写出表达式:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为______,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器A的滑片位置不变,______,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光时的电阻就等于滑动变阻器______(选填“A”或“B”)接入电路的电阻;再保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到
______(选填“左”或“右”)端,读出电压表的示数为U';
③小灯泡的额定功率表达式为P额=______。
【答案】 断路 0.4 左 2 15 U 额 移动滑动
变阻器B 的滑片 B 右 ()20
U U U U R ''-额 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]定值电阻应该串联到电路中,所以导线连接左侧接线柱;滑动变阻器滑片已经滑到最左端,要是滑动变阻器接入电路的阻值最大,导线连接滑动变阻器下端的右侧接线柱,如图所示:。
(2)[2]将5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,说明电路出现了断路,因为电压表有示数,所以是并联在电压表两接线柱内的电路器件发生断路,电压表测量的是定值电阻两端的电压,所以电路故障可能是电阻断路。
[3]如图乙所示,电流表的量程是0~0.6A ,分度值为0.02A ,电流表的时数为0.4A 。
(3)[4]将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,电压表示数变大,要控制电压不变,就需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器滑片需要向左移动。
[5]已知刚接入的电阻为5Ω,电流表示数为0.4A ,则定值电阻两端的电压为
U=IR =0.4A×5Ω=2V
探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,保持为2V 。
(4)[6]根据串联分压的原理可知
12L
U U R R = 电阻R 的电压为2V ,滑动变阻器两端的电压为1V ,当R 为最大值,选择滑动变阻器的最小阻值R L 为
2L 11V 30Ω15Ω2V
U R R U ⨯=== 则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于15Ω。
(5)①[7]已知小灯泡的额定电压为U 额, 闭合开关S 、S 1,断开S 2,移动滑动变阻器A 的滑
片,使电压表的示数为U
额,此时小灯泡正常发光。
②[8]闭合开关S 、S 2,断开S 1,保持滑动变阻器A 的滑片位置不变,移动滑动变阻器B 的滑片,使电压表的示数为U 额。
[9]此实验利用的是等效电阻的方法,通过控制开关的闭合,让滑动变阻器B 的电阻等效等于灯泡电阻,则此时灯泡正常发光时的电阻就等于滑动变阻器B 接入电路的电阻。
[10]滑动变阻器A 的最大阻值为R 0,借助滑动变阻器的最大阻值求出电流的大小,故需要将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,故将滑动变阻器A 的滑片移动到右端,读出电压表的示数为U '。
③[11]电路中的电流为
'
U U I R -= 滑动变阻器B 接入电路的阻值为
''
0B '
=U R U R I U U =- 小灯泡的额定功率为
2.L 3V 0.2A 0.6W
P U I '==⨯=额额小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中,连接电路,如图甲所示.可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω.
(1)请你用笔划线代替导线,把图甲所示的电路补充完整,并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大_____.
(2)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中的故障可能是_____(写出一种即可).故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为_____A .
(3)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为_____V 止,记录电流表的示数.
(4)完成上述实验之后,小聪想测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为U 额.他又找来一个阻值为R 0的定值电阻,设计了电路图丙.请补全实验步骤并写出表达式 ①只闭合开关S 和_____(选填“S 1”或“S 2”),移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_____,此时小灯泡正常发光.
②只闭合开关S 和_____(选填“S 1”或“S 2”),保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流
表的示数I.
③小灯泡额定功率的表达式是P额=_____.(用已知量和所测物理量符号表示)
【答案】电阻(或电压表)短路0.4右2 S2v S1
I
U
U
R
-额
额
()
【解析】
【分析】
【详解】
(1)要使滑片向右移动时连入电路中的阻值变大,故连接滑动变阻器的左下接线柱与电阻串联,如图:
(2)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,电路中的故障可能是电阻短路,或电压表短路;
电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A;
(3)由欧姆定律的变形公式,电压表示数:
0.4A5Ω2V
V
U IR
==⨯=,
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;
(4)①只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为v,此时小灯泡正常发光.
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数I.
③在①中,电流表测定值电阻的电流,根据欧姆定律的变形公式,U=IR,定值电阻的电压为
U
R U
R
⨯=
额
额
,
根据并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;
在②中,电流表测灯与定值电阻并联的总电流,根据并联电路电流的规律灯的额定电流
为:
U I I R =-
额额, 可得,小灯泡额定功率的表达式是:
3.2110
=U U P UI U R -=小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:电源(电压恒为8V ),一个电流表,一个电压表,滑动变阻器“20Ω 2A ”,小灯泡(额定电压2.5V ,额定功率小于1.2W ),一个阻值已知的定值电阻R 0,开关及导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,完成实验电路图乙的连接(要求:滑动变阻器的滑片P 向右滑动时灯变亮;连线不能交叉)(____________)
(2)正确连接电路后,闭合开关进行实验,记录的数据如下表所示。
当电压表示数为2.5V 时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为_____W 。
实验次数物理量
1 2 3 4 5 电压/V
1.0 1.5
2.0 2.5
3.0 电流/A
0.24 0.32 0.38 0.44 电功率/W
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而____(选填“增大”、“不变”或“减小”),小灯泡的实际功率由______(选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”)决定。
(4)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图所示的电路,所用电压表量程为“0~15V ”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关
S ,将开关S 1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V ;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S 1,拨至“2”读出电压表示数为U 0;
③小灯泡的额定功率P 额=______(用U 额、U 0、R 0表示)。
若步骤②中,在将开关S 1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】如图,正确连线,滑动变阻器接线柱接正确1分
1.05 增大 实际电压 5.5 00
U U R ⋅额 偏小 【解析】
【分析】
(1)根据图甲电路连接实物图,根据灯泡正常发光电流确定电流表量程;
(2)由图丙读出灯泡正常发光时的电流,由P =UI 计算额定功率;
(3)根据表中数据分析灯泡功率与电压的关系;
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,根据串联电路电压规律可得出电压表的示数;滑片不动,再将开关S 1拨至“2”,求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流,根据P 额=U 额I 额求出小灯泡的额定功率;由串联电路特点和欧姆定律分析解答测量的中的差异。
【详解】
(1)[1]由电路图知,电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,由P=UI 可得灯泡正常发光电流约为
1.2W 0.48A
2.5V
P I U =
== 所以电流表选择0~0.6A 量程,由此连接实物如图所示:
(2)[2]当电压表示数为2.5V 时,电流表示数如图丙所示,电流表使用0~0.6A 量程,分度值0.02A ,此时通过的电流为0.42A ,所以灯泡的额定功率
2.5V 0.42A 1.05W P UI ==⨯=
(3)[3][4]
由表中数据知,小灯泡工作时,灯泡两端实际电压越大,通过它的电流也越大,由P =UI 知灯泡的实际功率越大,即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。
(4)用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率,所用电压表量程为0∼15V ,要测量该小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V ,
①[5]闭合开关S ,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R 0和滑动变阻器串联,电压表测R 0和滑动变阻器两端的总电压,调节滑动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电压表的示数
U V =U −U 额=8V−2.5V=5.5V
②[6]滑片不动,再将开关S 1拨至“2”,电压表测R 0两端的电压U 0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流
00
U I R =
额 ③则小灯泡的额定功率 00U P U I U R ==⋅
额额额额
4.重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验,难点是最后一问缺少电流表时,结合滑动变阻器R 1的最大阻值,根据最后两次电压表的示数差可知滑动变阻器R 1的的电压,再结合欧姆定律把R 2表示出来,进而得出功率的表达式.体会实验中利用了等效法。
某同学要测量一个额定电压为2.5 V 的小灯泡的额定功率,电路图如图甲所示,使用的电源电压约为6 V ,滑动变阻器的规格是“5 Ω 2 A”.
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P 应移至________(填“a”或“b”)端.
(2)该同学将滑片移至正确位置后,闭合开关,观察到电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为________V .为了保证小灯泡不被损坏,接下来应该进行的操作是__________________.
(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,请你写出一条改进措施:
____________________________.
【答案】b 2.9 断开开关 更换最大阻值更大的滑动变阻器
【解析】
【分析】
【详解】
(1)做电学实验时,为了保护电路,在连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器滑片移动到最大阻值处,即图中的b端.
(2)图乙所接量程为电压表的小量程,分度值为0.1V,故电压表读数为2.9V,此时电压高于小灯泡的额定电压2.5V,所以为了保护小灯泡不被损坏,应立即断开开关;
(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,就要使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V,具体措施为:电源电压改为3V电压或更换最大阻值较大的滑动变阻器。
5.P m=R0I1×(I2﹣I1)。
在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U额=2.5V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
(_______)
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为___A,则小灯泡的额定功率是________W。
(3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。
其中,定值电阻的阻值为R0。
先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为v;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关________、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额=___________(用R0、U额、I的代数式表示)。
【答案】 0.28 0.7 S1U额(I-
U
R
额)
【解析】
【详解】
(1)将变阻器的最大阻值连入电路中,连接变阻器的左下方接线柱,如下图所示:
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流表示数(如图乙)为0.28A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
6.考点:电路连接;滑动变阻器的使用;电压表使用;电路故障判断;电流表读数;电功率计算;实验评估.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关.他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲两个容器的电阻丝接到电路中_______-.
(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫_____.
(3)接好电路,闭合开关,通电一段时间后,_____(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,_____越大,所产生的热量越多.
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示).移走图甲中的电阻,换接图乙中的电阻到电路中,重新做这个实验.此时通过两容器中电阻的电流不同,在通电时间相同的情况下,观察U 形管中液面高度变化,由此得到的结论是_____
(5)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则Q=_____.【答案】转换法右电阻在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多 I2Rt
【解析】
【分析】
(1)根据“在电流和通电时间相同时,导体产生的热量与电阻大小的关系”,可确定是串联电路,以根据电流流向法,从电源的正极出发依次连接电路元件,然后回到电源负极即可;
(2)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过液面高度差的变化来反映;
(3)由电路图可知两电阻串联,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,据 2Q I Rt = 比较两电阻产生的热量关系,密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,U 形管内两液面的差值变大,据此进行解答;
(4)探究电流产生热量跟通电电流关系时,控制通电时间和电阻不变;
(5)根据焦耳定律的公式分析.
【详解】
(1)将滑动变阻器,两相同的透明容器中的U 形管,开关,逐一顺次连接即可,滑动变阻的连线要注意一上一下,如下图所示:
;
(2)电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量,通过U 形管内液柱的高度差来反映,这种方法是初中物理常用的转换法;
(3)因串联电路中各处的电流相等,所以,两电阻丝串联时通过它们的电流相等;由 2Q I Rt = 可知,在电路和通电时间相同时,右侧电阻较大,产生的热量较多,密闭空气吸收热量后,体积膨胀,右侧气体膨胀更大所以B 管中的液面较高;
(4)在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,B 端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I I 右左= ,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知12I I I 右= ,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,12I I =,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,根据U 型管液面的高度可知,电流越大,热量越多;故结论为:在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多;
(5)由焦耳定律可知,2Q I Rt = .
故答案为(1). 见详解. (2). 转换法 (3). 右 (4). 电阻 (5). 在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多 (6). I 2Rt
【点睛】
7.点睛:难点是最后一问,要理解此种没有电流表测量电功率的原理,此方法利用了等效
的原理,即灯和R1分别与R2串联,使电压表的示数都为灯的额定电压,此时电阻R1与灯是等效的,即R1此时的电阻等于灯正常发光时的电阻,后面的步骤再灵活运用欧姆定律得出R1的表达式,最后得出灯泡额定功率的表达式。
某校两个实验小组在测定小灯泡电功率的实验中,被测小灯泡的额定电压为2.5V.实验桌上提供有如下器材:电源(电压6V且恒定不变)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(50Ω 1A)各一只,导线若干.
(1)晓丽同学所在实验小组按照如图甲所示的电路进行实验.
①用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整.
②连接电路时,开关应该.
③ 闭合开关,移动变阻器的滑片P的过程中,观察到电流表示数几乎接近最大值时,小灯泡仍然不亮,且电压表无示数,其原因可能是.
④ 排除故障后,闭合开关,移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为 V.要使小灯泡正常发光,滑片P应向(选填“A”或“B”)端移动.
⑤多次改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,并绘制出如图丙所示的图像.由图像,小灯泡的额定功率是 W.
(2)晓丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏(其它器材和规格不变),老师提供了另一只滑动变阻器(10Ω 1A),小组同学讨论后发现,若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定电功率.至少还要在原电路中联(选填“串”或“并”)一个Ω的电阻.
【答案】(1)1如图所示
②断开③灯泡短路④1.1 A ⑤0.5.(2)串 7.5
【解析】
试题分析:(1)①在连接电路时,电压表与所测用电器并联,其电路连接如图所示;②为避免电路在连接过程中发生短路,故电路在连接过程中开关应处于断开状态;③小灯泡不亮的原因是:灯泡短路、断路或实际功率太小,由题意知,电流表示数几乎接近最大值,电压表无示数,故发生故障的原因是灯泡短路;④由图乙知电压表的示数为1.1V,小于灯泡的额定电压2.5V,应使滑动变阻器接入电路中的电阻变小,故应向A端移动;⑤由图丙知小灯泡正常发光时通过的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为P额
=2.5V×0.2A=0.5W.(2)接入电阻R x后,由题意知R x、R p=10Ω与小灯泡串联,电源电压
U=6V,灯泡正常发光时通过的电流I=0.2A,电阻R L=2.5V/0.2A=12.5Ω,则电路中的总电阻R=U/I=6V/0.2A=30Ω,R x=R-R L-R p=30Ω-12.5Ω-10Ω=7.5Ω
考点:伏安法测量小灯泡的电功率实验过程
8..在初中物理电学实验中,通常用电流表和电压表进行有关测量:
(1)小明同学在测定小灯泡的电功率时,选用的器材有:额定电压为2.5V的小灯泡(其阻值约为10Ω )、“10Ω 1A”的滑动变阻器、两节新干电池等.
①连接电路时开关应_____;
②请用笔画线代替导线,帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大;
(________________)
③小明同学连接电路后,闭合开关,滑片 P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为测量灯泡的额定功率,应将滑片 P向_____端(选填“A”或“B”)移动,直至电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_____W;
(2)小华同学设计了如图所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻R x,他使用的电源电压为3V,电流表量程为(0~0.6A、0~3A),电压表量程为(0~3V、0~15V).
①小华同学按照该电路图连接电路后,闭合开关,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V.则他连接的电路出现该故障的原因是_____;
②在排除故障换用新元件后,经检查电路完好.闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时,电压表有示数,但电流表的指针偏转角度很小,电流太小的原因是_____,所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的;
③为了测出电阻R x的阻值,老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱
R(0~9999Ω 5A),电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器,它的电路符号用表示.请你帮助小华同学设计一个能测出电阻R x阻值的实验电路,要求电路只连接一次.将你设计的实验电路图画在如图虚线方框中.
(__________________)
【答案】断开 B 0.65 电流表被短路电源电压
太小(或电阻太大)
【解析】
【分析】
(1)①连接电路时,开关要断路;
②根据额定电压和其阻值,确定电压表选用的量程与灯并联,由欧姆定律求灯的额定电流确定电流表选用的量程与灯串联,根据闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大确定变阻器的连接;
③灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
(2)①因为电流表指针不偏转,示数为零,所以可能电流表出现了短路或R x出现了断路,根据电压表示数判断出原因;
②根据欧姆定律,在电压不变的情况下,若电阻值很大,则电路中的电流会很小.若电流值小于电流表的分度值时,将无法准确地测出电流值.
③电源电压为3V,根据串联电路电压的规律和分压原理,当电压表示数为1.5V时,则电阻箱的阻值为待测电阻,据此设计电路;
另解:分别将待测电阻和待测电阻与变阻器串联,电压表与待测电阻或电阻箱并联,根据等效替代法,当电压表示数不变时,则电阻箱的阻值为待测电阻.
【详解】
(1)①连接电路时开关应断开;
②额定电压为2.5V的小灯泡,其阻值约为10Ω,故电压表选用小量程与灯并联,由欧姆定
律,灯的额定电流约为:
2.5
0.25
10
L
U V
I A
R
===
Ω
,电流表选用小量程与灯串联,要求闭
合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大,故将B接线柱连入电路中,如下图所示:
灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为额定电压;此时电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(2)①因为电流表指针不偏转,示数为零,所以可能是电流表出现了短路或R x出现了断路;图中电压表测待测电阻的电压,又因为电压表的示数不等于电源电压,则不是由于电阻断路造成的(若电阻断路,则电压表与电源连通,电压表示数应为3V),故可判断电路的故障是电流表短路;
②由于电源电压为3V,而电阻Rx的阻值大约为几百欧,根据欧姆定律可知电路中的电流太小;所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值.
③电源电压为3V,根据分压原理,当两个串联的电阻阻值大小相等时,每个电阻分得的电压也相等,所以可以将R x与电阻箱串联,电压表并联在R x的两端,改变电阻箱连入电路中的电阻大小,当电压表示数为1.5V时,则电阻箱的阻值为待测电阻;
电路如图2所示:
另解:只闭合S、S1,将待测电阻与变阻器串联,电压表与待测电阻并联,移动变阻器的滑片,使电压表示数U;
只闭合S、S2,将电阻箱与变阻器串联,电压表与电阻箱并联,移动变阻器的滑片,使电压表示数U;
根据等效替代法,则电阻箱的阻值为待测电阻;如图3所示;。