在用“伏安法測(cè)2.5V小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中.電源由兩節(jié)新干電池串聯(lián)而成,燈絲電阻大約10Ω左右,完成下列題目:
(1)請(qǐng)你將電壓表正確連入電路,完成電路的連接.并在框內(nèi)畫(huà)出電路圖.
(2)在連電路前開(kāi)關(guān)應(yīng)______,滑動(dòng)變阻器的滑片移到圖甲中______端(填左或右)
(3)該實(shí)驗(yàn)的原理是______,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是______.
(4)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選______量程,電流表應(yīng)選______量程.
(5)若某次測(cè)量時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電壓表的示數(shù)為_(kāi)_____V,燈泡的電阻RL=______Ω.燈泡的功率是______W.?
(6)小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí),電路連接無(wú)誤. 閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)到最大刻度線以外,電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn),發(fā)生該故障的原因是(1)______;(2)______.
(7)小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí),電路連接無(wú)誤. 閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn),而電壓表的示數(shù)幾乎為零.該故障的原因可能是______.
解:(1)燈泡左端接線柱接電壓表負(fù)接線柱,燈泡右端接線柱接電壓表3V接線柱,實(shí)物連接圖如下圖所示;
按實(shí)物圖連接電路原理圖,如下圖所示.
(2)連接電路前,開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài);滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大.由圖知滑動(dòng)變阻器接入電路的為右半部分電阻,可以判斷滑片在最左端時(shí)連入電路中的電阻最大;
(3)該實(shí)驗(yàn)的原理公式:R=;移動(dòng)滑片位置可改變其連入電路中的電阻值,從而改變電路電流,從而改變燈泡兩端的電壓;
(4)因?yàn)殡娫词莾晒?jié)干電池,且小燈泡的額定電壓是2.5V,所以電壓表選用0~3V量程;電路中的最大電流:I===0.3A,所以電流表選用0~0.6A就足夠了;
(5)由圖乙知,電壓表量程是3V,最小分度值是0.1V,電壓表示數(shù)是2.2V;電流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,電流表示數(shù)是0.2A;
小燈泡的電阻:R===11Ω;
小燈泡的功率:P=UI=2.2V×0.2A=0.44W;
(6)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)到最大刻度線以外,說(shuō)明電路中電流較大,可能是電流表選用的量程較小;電壓表指針?lè)崔D(zhuǎn),說(shuō)明電壓表的正負(fù)極接線柱接反了;
(7)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn),電流表應(yīng)該是串在電路中,有示數(shù),說(shuō)明電燈不可能斷路;電壓表與燈并聯(lián),燈不亮,且電壓表示數(shù)幾乎為零,說(shuō)明燈炮短路或是電壓表短路.
故答案為:(1)實(shí)物圖、電路圖如上圖;(2)斷開(kāi);左;(3)R=;改變燈泡兩端的電壓;(4)0~3V;0~0.6A;(5)2.2;11;0.44;(6)電流表選用量程較小;電壓表的正負(fù)極接線柱接反了;(7)小燈泡短路.
(1)由圖甲知,電壓表連線不完整,因?yàn)殡娫词莾晒?jié)干電池,且小燈泡的額定電壓是2.5V,所以電壓表選用0~3V量程,電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路即可;根據(jù)實(shí)物圖畫(huà)實(shí)驗(yàn)的電路圖;
(2)連接電路前,開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài);滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大.由圖知滑動(dòng)變阻器接入電路的為右半部分電阻,據(jù)此判斷滑片位置;
(3)該實(shí)驗(yàn)的原理公式:R=;移動(dòng)滑片位置可改變其連入電路中的電阻值,從而改變電路電流,從而改變燈泡兩端的電壓;
(4)因?yàn)殡娫词莾晒?jié)干電池,且小燈泡的額定電壓是2.5V,所以電壓表選用0~3V量程;根據(jù)公式I=可以求出電路中的最大電流,判斷出電流表選用的量程;
(5)根據(jù)圖乙所示電壓表和電流表,確定電壓表和電流表的量程與最小分度值,由電壓表指針位置讀出電壓表和電流表示數(shù);然后根據(jù)公式R=求出燈泡的電阻;根據(jù)公式P=UI求出燈泡的功率;
(6)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)到最大刻度線以外,說(shuō)明電路中電流較大,可能是電流表選用的量程較小;電壓表指針?lè)崔D(zhuǎn),說(shuō)明電壓表的正負(fù)極接線柱接反了;
(7)電流表應(yīng)該是串在電路中,有示數(shù),說(shuō)明電燈不可能斷路;電壓表與燈并聯(lián),燈不亮,且電壓表無(wú)示數(shù),說(shuō)明燈炮短路或是電壓表短路.
點(diǎn)評(píng):本題考查了:連接實(shí)物圖、畫(huà)實(shí)驗(yàn)的原理圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)及作用、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),考查的知識(shí)點(diǎn)較多,是一道難題.
分析電路故障時(shí),應(yīng)根據(jù)電流表、電壓表等電路元件狀態(tài)綜合分析,然后確定故障原因.指針滿偏,說(shuō)明電流或電壓過(guò)大;指針偏轉(zhuǎn)角度較小,說(shuō)明電流或電壓較小;指針?lè)雌f(shuō)明正負(fù)接線柱接反了.
聯(lián)系生活——學(xué)習(xí)物理妙招:因素分析法,運(yùn)用有關(guān)物理公式,列出與問(wèn)題有關(guān)的和類關(guān)系式,了解不變因素,分析問(wèn)題涉及的變量,作出解答,例如同一物體在同一水平面上分別以5米/秒的速度和1米/秒的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng),摩擦力的大小怎樣變化。