(2011•苏州)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:

(2011•苏州)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I,(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表满刻度的三分之一.则测出的灯泡的功率范围只能是______.
(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______.
(4)排除故障后,小明继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是______(正确/错误)的.
次数 U/V I/A P/W 平均值P/W
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xinren1972 1年前 已收到1个回答 举报

我不是倭瓜 幼苗

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解题思路:(1)在电源电压一定时,滑动变阻器滑片移到右端时,电路电阻最大,电路电流最小.
当滑动变阻器滑片移到左端时只有灯泡接在电源上,灯泡电压与电源电压相等.
(2)当电压表为满量程的[1/3]时,电流表的指针是否在[1/3]量程以上.
如果电流表的指针在[1/3]量程到满量程之间,此时电压表示数为灯泡的最小电压,根据P=UI能计算灯泡的最小功率,否则不符合要求.
当电流表为满量程的[1/3]时,电压表的指针是否在[1/3]量程以上.
如果电压表的指针在[1/3]量程到满量程之间,此时电流表示数为灯泡的最小电流,根据P=UI能计算灯泡的最小功率,否则不符合要求.
当电压表为满量程时,电流表的指针是否在[1/3]量程以上.
如果电流表的指针在[1/3]量程到满量程之间,此时电压表示数为灯泡的最大电压,根据P=UI能计算灯泡的最大功率,否则不符合要求.
当电流表为满量程时,电压表的指针是否在[1/3]量程以上.
如果电压表的指针在[1/3]量程到满量程之间,此时电流表示数为灯泡的最大电流,根据P=UI能计算灯泡的最大功率,否则不符合要求.
(3)电压表无示数,有三种情况:
一是电压表并联的电路短路,电压表测导线,电压示数为0;
二是电压表并联以外的地方断路;
三是电路完好,电压表坏了.
具体是什么地方断路,由电流表判断,
经检查,电源、开关、电压表、电流表导线完好,连接无问题,问题在灯泡与滑动变阻器上.
(4)灯泡两端电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值是错误的.

(1)当滑片滑到最右端,电路电阻最大为:R=R'+RL=6Ω+20Ω=26Ω,所以电路最小电流为:I=[U/R]=[4.5V/26Ω]=0.173A.
滑片滑到最左端时,灯泡两端电压最大,等于电源电压,灯泡电压为4.5V.
(2)当灯泡两端电压为1V时([1/3]量程),灯泡电流为:I1=
U1
RL=[1V/6Ω]=0.16A<0.2A([1/3]量程),不符合题意.
当灯泡中的电流为0.2A时([1/3]量程),灯泡电流为U1′=I1′RL=0.2A×6Ω=1.2V>1V([1/3]量程),符合题意,
所以,0.2A为灯泡的最小电流,
所以灯泡最小功率为:P1=U1′I1′=1.2V×0.2A=0.24W.
当灯泡中的电流为0.6A时(满量程),灯泡电压为:U2′=I2′RL=0.6A×6Ω=3.6V>3V(满量程),不符合题意.
当灯泡中的电压为3V时(满量程),灯泡电流为:I2=
U2
RL=[3V/6Ω]=0.5A<0.6A(满量程),所以3V为灯泡的最大电压,
所以灯泡最大功率为:P2=U2I2=3V×0.5A=1.5W.
(3)经检查,电源、开关、电压表、电流表.导线及其连接完好,故障在灯与滑动变阻器上,
电压表无示数,电流表无示数时,电路断路,电压表并联在以外的滑动变阻器断路,
电压表无示数,电流表有示数时,电路短路,电压表测导线电压,灯泡短路.
(4)灯泡电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值一栏是错误的.
故答案为:(1)0.173;4.5;(2)0.24W-1.5W;(3)电流表无示数;滑动变阻器断路;电流表有示数 灯泡短路;(4)错误.

点评:
本题考点: 探究用电器的电功率实验;滑动变阻器的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律的应用;电功率;电功率的计算.

考点点评: 对于移动滑片求电路中电流范围、灯泡电压变化范围、灯泡功率范围的问题,既要照顾到电流表,又要照顾到电压表.都在要求的范围内.
当电流表合适时,求出电压表的范围,
当电压表合适时,求出电流表的范围,
兼顾电压表和电流表是很难的问题.

1年前

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