小明学习了电功率后,用额定电压分别为2.5 V、6 V的灯泡L1和L2设计了图所示的电路图,来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。(1)小灯泡发光时,将电能转化为

小明学习了电功率后,用额定电压分别为2.5 V、6 V的灯泡L1和L2设计了图所示的电路图,来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。(1)小灯泡发光时,将电能转化为

题型:不详难度:来源:
小明学习了电功率后,用额定电压分别为2.5 V、6 V的灯泡L1和L2设计了图所示的电路图,来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。

(1)小灯泡发光时,将电能转化为     能和光能。
(2)探究L1的亮度时,只闭合S、S1,发现电压表有示数,电流表无示数,则电路故障可能是:             
排除故障后,继续实验,收集的数据及现象如表一。
表一
 
电压/V
电流/A
亮暗情况
1
1
0.16

2
1.5
0.22
较亮
3
2.5
0.28

表二
 
电压/V
电流/A
亮暗情况
4
1
0.28
很暗
5
2.5
0.38

6
6
0.72
很亮
(3)探究L2的亮度时,只闭合S、S2,进行实验,收集的数据及现象如表二。
(4)解析两表可知,同一规格的小灯泡发光亮度与                        有关,不同规格的小灯泡发光亮度还应与                            的转化效率有关。
【拓展】完成探究后,小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱()各1个,2个开关及若干条导线,对额定电流为0.1 A的小灯泡的额定功率进行了测定。请在虚线框内画出他设计的电路图,并写出实验步骤及测定额定功率的表达式。
实验步骤:

表达式:P =
答案
(1)(1分)内 (2)(1分)灯泡处断路 (4)(2分)实际功率 电能转化为光能
【拓展】图

①只闭合S1,移动变阻器滑片,使电流表示数为0.1 A;
②断开S1,闭合S2,滑片不动,调节电阻箱,当电流表示数为0.1 A时,读出电阻箱连入电路中的电阻为R。(0.1 A)R
解析
(1)电流通过灯泡时,灯泡发光发热,电能转化为光能和内能
(2)只闭合S、S1,发现电流表无示数,说明回路断了;电压表有示数,说明和电压表并联的支路有电压;

(4)统一规格灯泡的亮度取决于灯的实际电功率;不同规格的灯泡,当通过灯泡的电流相同时,灯泡两端的电压越大,亮度越亮.当灯泡两端的电压相同时,通过灯泡的电流越大,亮度越亮;
额定电流为0.1 A的小灯泡的额定功率进行了测定的实验步骤:
只闭合S1,移动变阻器滑片,使电流表示数为0.1 A;断开S1,闭合S2,滑片不动,调节电阻箱,当电流表示数为0.1 A时,读出电阻箱连入电路中的电阻为R。根据功率公式可得:P=(0.1 A)R
点评:本题考查了能量的转化、电路故障分析、实验数据处理、实验设计等问题,拓展部分是本题的难点,应用等效法测出灯泡电阻然后应用电功率公式即可求出灯泡额定功率,知道实验的实验原理是正确解题的关键.
举一反三
如图所示.电路中电源电压可调,小灯泡L1标有“6V 6W”的字样,小灯泡L2、L3标有“6V 12W”的字样(假设小灯泡电阻不变)

(1) 闭合S2,断开S1、S3,,调节电源电压使电压表V2的示数为6V,求L2的实际功率。
(2)闭合S1、S3断开S2,调节电源电压使电压表V1的示数为3V,求L1的电阻.
(3)闭合S1、S2、S3,画出此时的等效电路图,调节电源电压为18V,求此时L3的实际功率。
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如图所示,电源电压保持不变,S1和S2是两个可以同时断开或同时闭合的联动开关,已知R1=12Ω。当两个开关同时处于某一工作状态(断开或闭合)时,R3的功率P3为2.25W,当两个开关同时处于另一个工作状态时,电流表的示数为2A,此时R2的功率P2为12W,求:

⑴电源电压为多少?
⑵R2和R3阻值各为多少?
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某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示,额定电压为220V、最大功率为440W,发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成,调温电阻R是可变电阻,其最大阻值为110Ω。电阻值均不受温度影响。

(1)定值电阻R0的阻值是多大?
(2)该电熨斗工作时的最小功率多大?此时通过电路的电流是多大?
(3)假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示,请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围。
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某同学把标有“8V  16W”的灯泡L1和“12V  36W”的灯泡L2串联在电路中,闭合开关后,其中一只灯泡能正常发光,另一只没有达到额定电压.由此可知电源电压为      V,此时L1的实际功率      L2的实际功率(选填“大于”或“等于”或“小于”).
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电热加湿器工作原理:加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数,其发热电路如图所示,R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,实现关、低、高档的转换。

额定电压
220V
额定最大发热功 率
400W
水箱容积
4L
适用面积
40~60m2
 
(1)若加热前水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少千克?(不计热损失,c=4.2×103J/( kg·℃),结果保留两位小数)(3分)
(2)加湿器在低档时的发热功率;(3分)
(3)对于需要制冷的室内,电热加湿器会使其气温升高,请提出一条改进的建议。(1分)
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