器材選擇存在的問題:選擇電源電壓太小;操作存在的問題:閉合開關(guān)前滑片沒有置于最大阻值處 20 6或7.5或9 0.836或1.406或1.976
分析:①電源電壓應(yīng)大于燈泡額定電壓,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大處;
將滑片移到滑動(dòng)變阻器的另一端,閉合電鍵,小燈泡的亮度偏暗,然后她向變阻器的另一端移動(dòng)滑片,
發(fā)現(xiàn)小燈泡繼續(xù)變暗,小燈泡繼續(xù)變暗說明電路電流繼續(xù)減小,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值逐漸變大,
說明閉合開關(guān)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零,閉合開關(guān)時(shí)電壓表示數(shù)等于電源電壓,
根據(jù)電壓表與電流表示數(shù),由歐姆定律可以求出燈泡阻值;
由圖示電表確定其量程與分度值,讀出其示數(shù),由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出滑動(dòng)變阻器阻值.
②燈泡額定電壓電壓是3.8V,如果電壓表與燈泡并聯(lián),如果用小量程,燈泡正常發(fā)光時(shí)超過其量程,
則電壓表應(yīng)該用大量程,大量程的分度值是0.5V,燈泡額定電壓是3.8V,燈泡正常發(fā)光時(shí),
電壓表指針不可能指在刻度線上,因此電壓表應(yīng)該與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),且電壓表選用小量程;
由題意知,電流為0.2A時(shí)燈泡發(fā)光較暗,因此燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流應(yīng)大于0.2A,
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出電源電壓、燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流,然后由P=UI求出燈泡額定功率.
解答:①由題意可知,電源電壓為3V,燈泡額定電壓是3.8V,所選電源電壓太小;
由題意可知,閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零,這是錯(cuò)誤的,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處;
電源電壓是3V,電壓表量程應(yīng)該為0~3V,由圖示電壓表可知,其分度值是0.1V,示數(shù)為1V,
由圖示電流表可知其示數(shù)為0.1A,由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知,滑動(dòng)變阻器電壓為3V-1V=2V,
∵I=
,∴滑動(dòng)變阻器最大阻R
滑最大=
=
=20Ω.
②由題意可知,電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),滑動(dòng)變阻器滑片在中點(diǎn),
則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R=
=
=10Ω,電源電壓是1.5V的整數(shù)倍,
a、如果電源電壓為4.5V,則燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為4.5V-3.8V=0.9V,
電路電流I=
=0.09A<0.2A,燈泡不能正常發(fā)光;
b、如果電源電壓為6V,燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓為6V-3.8V=2.2V,
電路電流I=
=0.22A,燈泡能正常發(fā)光,燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W;
c、如果電源電壓為7.5V,燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓為7.5V-3.8V=3.7V,此時(shí)電路電流I=
=0.37A,
燈泡額定功率為P=UI=3.8V×0.37A=1.406W;如果電源電壓是9V,
燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓為9V-3.8V=5.2V,電路電流I=
=0.52A,
燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.52A=1.976W;如果電源電壓為10.5V,
則燈泡正常發(fā)光時(shí)電流大于0.6A,超出電流表量程,且功率較大,與燈泡實(shí)際功率不符;
故電源電壓可能為:6V、7.5V、9V,燈泡額定功率可能為0.836W、1.406W、1.976W.
故答案為:①器材選擇存在的問題:選擇電源電壓太小;操作存在的問題:閉合開關(guān)前滑片沒有置于最大阻值處;20;
②6V或7.5V或9V;0.836或1.406或1.976.
點(diǎn)評(píng):本題考查了實(shí)驗(yàn)操作分析、求滑動(dòng)變阻器阻值、求電源電壓與燈泡額定功率等問題,由于不知道電源電壓,本題難度較大,要根據(jù)題意進(jìn)行推理,然后答題,解題時(shí)注意討論.