(2012•五通桥区模拟)小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验.实验室可提供下列器材:

(2012•五通桥区模拟)小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验.实验室可提供下列器材:
A.电流表
B.电压表
C.滑动变阻器R(阻值0--20Ω)
D.电阻为6Ω的待测灯泡L(电阻不随温度变化)
E.电源E(电压4.5V并保持不变)
F.开关S及导线若干
(1)根据电路图和实验室提供的器材,可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为______A,加在灯泡两端的最大电压为______V;
(2)若小明所选电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A,实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流满刻度的三分之一,则测出的灯泡功率的范围只能是______.
(3)小明按电路图连接好电路后进行实验,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时电压表无示数.为查出电路故障,小明进一步观察并检查电路,当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时,小明结合前面的观察,就可判断出电路的故障:
如果小明观察到______,则故障是______;
如果小明观察到______,则故障是______.
greatgongying 1年前 已收到1个回答 举报

周麟 花朵

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解题思路:(1)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,当滑动变阻器阻值全部接入电路时,电路电流最小,由欧姆定律可以求出最小电流;当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,灯泡两端的电压最大,等于电源电压.
(2)电路电流最小时,灯泡电功率最小,由电功率公式P=I2R可以求出灯泡最小功率;当灯泡电压最大,等于电压表最大示数时,灯泡功率最大,由电功率公式P=
U2
R
可以求出灯泡的最大功率.
(3)由题意知,电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好,不存在电路故障,电路只有一处故障,电路故障只能出现在灯泡或滑动变阻器处;如果电流表无示数,电压表无示数,则可能是滑动变阻器断路造成的,如果电流表有示数,电压表无示数,可能是灯泡短路造成的.

(1)滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器最大阻值时,电路电流最小,
为I最小=[U
RL+R最大=
4.5V/6Ω+20Ω]≈0.17A;当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,
加在灯泡两端的电压最大,等于电源电压,为4.5V;
故答案为:0.17;4.5.
(2)由题意知,流过电路的最小电流等于电流表量程的三分之一,为I最小=[1/3]×0.6A=0.2A,
灯泡的最小功率P最小=I最小2RL=(0.2A)2×6Ω=0.24W,当灯泡两端电压等于电压表最大值3V时,
灯泡功率最大,灯泡最大功率P最大=

U2最大
RL=
(3V)2
6Ω=1.5W;则灯泡的功率范围是0.24W~1.5W;
故答案为:0.24W~1.5W.
(3)如果电流表无示数,则电路存在断路,电路只有一处故障,故断路位置可能是灯泡断路或滑动变阻器断路,如果灯泡断路,电压表与电源两极相连,电压表示数不为零,如果滑动变阻器断路,电路中无电流,电压表与电源两极不能相连,则电压表示数为零,由此可见:电路故障是滑动变阻器断路;如果电流表有示数,电路不存在断路,如果灯泡短路,则与灯泡并联的电压表示数为零,所以电路故障是灯泡短路;
故答案为:电流表无示数,滑动变阻器断路;电流表有示数,灯泡短路.

点评:
本题考点: 电功率的测量.

考点点评: 本题考查了求电路电流、灯泡电阻、电路故障分析等问题,熟练应用串联电路特点、欧姆定律及电功率公式即可顺利解答(1)(2)两问,电路故障有两种:断路或短路,分析电路故障时,要根据电路故障现象,综合分析从而得出结论.

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