小伟和小莉同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为4.5伏)、电压表、电流表、滑动变阻器两个(甲标有“12Ω2A”、乙标有“20Ω2A”字样)、电键及
题型:不详难度:来源:
小伟和小莉同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为4.5伏)、电压表、电流表、滑动变阻器两个(甲标有“12Ω2A”、乙标有“20Ω2A”字样)、电键及导线若干,已知两个小灯的额定电压分别为1.5伏和3伏,额定功率均不超过1瓦。小伟和小莉各自选取一个变阻器、小灯及其它器材连接电路,闭合电键后,移动变阻器的滑片,直至两个电路中电压表的示数均为3伏时,发现两小灯均已正常发光。这时,小伟电路中变阻器的滑片在中点位置附近、电流表的示数如图所示;小莉对比后发现电路中小灯的亮度比小伟选用的小灯暗。两位同学交流后,发现其中一位同学的电路连接有误,小莉将此时电压表和电流表的示数相乘,得到的电功率为0.96瓦。
(1)实验中电路连接有误的是 (选填“小伟”或“小莉”)。 (2)小伟同学选用的变阻器为 (选填“甲”或“乙”),所测小灯的额定功率为 瓦。 (3)求小莉同学所测小灯的额定功率。(需写出计算过程) |
答案
(1)小莉;(2)甲;0.72;(3)由题意及以上分析知,小莉所用灯泡额定电压U额2=1.5V灯泡正常发光时流过灯泡的电流I2=P变阻器 /U变阻器 ="0.96W" /3V =0.32A,P2=UL2I2=1.5V×0.32A=0.48W |
解析
试题分析:(1)(2)由题意知:两灯泡正常发光时的电流分别为I1="P" /U1 ="1W" /1.5V ≈0.7A;I2="P/" U2 ="1W" /3V ≈0.3A,最大电流均不超过1A,故电流表所选的量程应为0~0.6A,示数为0.24A;又因为滑动变阻器的滑片在中点附近,可知此灯泡的电阻接近12Ω×0.5 =6Ω或20Ω×0.5 =10Ω。若小伟灯泡的额定电压为1.5V,则滑动变阻器的电阻R="U/" I =(4.5V−1.5V)/ 0.24A ≈12.5Ω;若小伟灯泡的额定电压为3V,则电阻R="U" /I =(4.5V−3V)/ 0.24A ≈6.25Ω;由以上分析知,小伟所用的是12Ω的甲滑动变阻器,且灯泡的额定电压为3V,则小伟灯泡的额定功率为P1=U1I1=3V×0.24A=0.72W;小莉灯泡的额定电压为1.5V,电压表应与滑动变阻器并联,故其连接错误;(3)由题意及以上分析可知,灯泡与滑动变阻器串联,小莉所用灯泡的额定电压为U额=1.5V,其电压表的示数为UP=3V,得到的电功率为P=0.96W,则此时电路中的电流I=P/UP="0.96W" /3V =0.32A;则灯泡的额定功率P额=U额I=1.5V×0.32A=0.48W. |
举一反三
小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω1A)、以及符合实验要求的电压表和电流表、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整。 (2)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是 。 (3)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应观察 (选填序号)。 A.小灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数 D.滑动变阻器滑片 (5)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率时,应将滑片P向 端移动(选填“A”或“B" )。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率是 W. |
(5分)一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A.小雨同学想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整. (2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,出现这一故障的原因可能是 . (3)排除故障后,进行了三次测量,测量数据如下表.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时电流为 A;小灯泡的额定功率为 W.
电压U/V
| 1
| 2.5
| 2.8
| 电流I/A
| 0.18
|
| 0.28
| (4)利用所给器材,该实验装置 (选填“能”或“不能”)用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系. |
(7分) 小明设计了如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误:_______________。 (2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到_____时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。 (3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如下表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为___瓦。
实验次数
| 1
| 2
| 3
| 电压表示数/伏
| 2.5
| 2.8
| 2.0
| 电流表示数/安
| 0.32
| 0.35
| 0.27
| |
(10分)在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8 V):
(1)王强小组采用图A所示的方案,开关闭合前变阻器的滑片P应调到最_______端;测量时发现闭合开关后,无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是:_______;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8 V,此时电流表示数如图B所示,则小灯泡的额定功率为_______W. (2)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知): 实验步骤: ①电路如图C所示,请你按电路图在图D中用笔画线连好电路; ②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1; ③开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2. 数据处理: 先算出了灯泡的电阻RL=_______(请你用所测的物理量表示),再根据P0=,计算出灯的额定功率.他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是:______________.仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为:_______. |
(7分)一个额定电压是6V的小灯泡,其正常工作时通过的电流约为0.3A.小组想测定这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:电流表、电压表、开关各一个,两个规格分别为 “10Ω 1A”、 “50Ω 0.5A”的滑动变阻器,导线若干,电源一只(电压为12V).
(1)小组设计了如图a所示电路图,通过分析你认为小明应选用规格为 的滑动变阻器。 (2)图b已连接了部分电路,请你根据图a所示电路图,用笔画线代替导线,将电路连接完整,使 滑片向左移动时灯变亮。 (3)小组正确选择了滑动变阻器,将图b的电路补充连接后,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数.任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)且小于6V.具体原因是 ;若灯不亮,电流表示数为0而电压表有示数,可能故障是 。 (4)小组排除故障后,继续实验.在实验过程中,眼睛应注意观察 ,当 时, 表明灯正常发光,记下此时电流表的示数。 (5)小组又通过实验测得小灯泡电流随电压变化曲线如图c。由图可知,小灯泡的额定功率是_______ W。 |
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