题目内容

在“测定小灯泡的额定功率和电阻”实验中,张寒同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω,1.5A”的滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路.
(1)如图乙,在连接实物过程中,开关应处于
断开
断开
状态,导线M连接在
A
A
点(填“C”或“A”),滑片P处于
B
B
端(填“A”或“B”).
(2)如图甲,闭合开关S,当滑片P向左端移动时,电流表的示数将
减小
减小
,电压表的示数将
减小
减小
(选填“增大”、“减小”、“不变”);当电压表的读数为
3.8
3.8
V时,此时小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为
1.9
1.9
W,小灯泡正常发光时的电阻为
7.6
7.6
欧.
(3)在实验中,若电压表示数为2V,则灯泡的实际功率
额定功率(选填“>”、“<”、或“=”).
分析:(1)为保护电路,连接电路时开关要断开,滑动变阻器按一上一下的原则进行连接,滑动变阻器的滑片要移至最大阻值处;
(2)根据滑片移动的方向确定滑动变阻器接入电路阻值的变化,再根据欧姆定律确定电路电流的变化和电压表示数的变化;灯泡正常发光时,灯泡两端的电压等于额定电压,根据P=UI和R=
U
I
求出灯泡的额定功率和电阻;
(3)灯泡在额定电压下的功率等于额定功率,由电功率公式P=
U2
R
可知灯泡两端的电压越小,灯泡的实际功率越小.
解答:解:(1)如图乙,在连接实物过程中,开关应处于断开状态,根据滑动变阻器一上一下的接线原则可知,导线M连接在A点,并将滑动变阻器的滑片要移至最大阻值处,即滑片P处于B端;
(2)如图甲,闭合开关S,当滑片P向左端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,即电路中总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,由U=IR可知,灯泡两端电压减小,即电压表示数减小;
当灯泡两端电压为3.8V时,灯泡正常发光,则灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.5A=1.9W;此时灯丝的电阻:R=
U
I
=
3.8V
0.5A
=7.6Ω;
(3)电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V,由电功率公式P=
U2
R
可知灯泡实际功率小于灯泡额定功率.
故答案为:(1)断开;A;B;(2)减小;减小;3.8;1.9;7.6;(3)<.
点评:本实验题涉及滑动变阻器的使用、连接电路的注意事项、滑动变阻器的作用、电功率和电阻的计算以及分析实际功率和额定功率的关系,综合性强,但难度不大.
练习册系列答案
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在测定小灯泡的电阻和额定功率的实验中,有器材:电阻约为10Ω、额定电压为2.5V的小灯泡一只,量程为3V的电压表一个,开关一个,滑动变阻器一个,电源电压3V,导线若干.另可供选择的电流表有:
A.量程为100mA的电流表;
B.量程为0.6A的电流表;
C.量程为3A的电流表.
(1)在测定小灯泡的额定功率实验前应先记录小灯泡的
额定电压
额定电压
(选填“额定电压”、“电阻”或“额定功率”).
(2)为保证测量比较准确,电流表应选
B
B
.(A/B/C)
(3)实验的电路图如图所示,图中甲是
电流表
电流表
;连接电路时,开关应
断开
断开

(4)根据电路图连接好实物后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,而电压表示数接近3V,取下灯泡,两表的示数仍不变,出现故障的原因可能是
灯丝断了
灯丝断了

(5)改正电路后,他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中,请完成表格数据:
       实验次数
物理量
1 2 3 4
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/A 0.30 0.26 0.22 0.20
电阻R/Ω 7.7 6.8
分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这说明
灯丝电阻受温度影响
灯丝电阻受温度影响
.这种现象在生活中也有体现,例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝
容易
容易
烧断(选填“容易”或“不容易”).
(6)根据实验数据,我们可以得出小灯泡正常发光时的电阻为
8.3
8.3
Ω,我们还可以算出小灯泡的额定功率为
0.75
0.75
W.
在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,小明同学设计的电路如图所示,他选用的小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω左右,电源为6V且不变.

(1)请用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整(连线不得交叉,正确选用电表的量程);
(2)正确连好电路后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到
A
A
(填写“A”或“B”)
(3)连好电路后,闭合开关S,小明发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生故障的原因可能是哪几种情况
BC
BC
.(填写序号)
A.小灯泡短路 B.小灯泡的灯丝断了  C.小灯泡的灯座接触不良  D.电压表的正、负接线柱接反  E.滑片放在最小值处.
(4)排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡的额定电压下正常发光时,电流表的示数位置如图2所示,则灯泡的额定功率为
1.064
1.064
W.
(5)小华在用小明的器材进行实验时,遇到下面的问题,请你为她解决问题:
问题一:电压表的15V的量程坏了,不增加其它器材,如何去测量小灯泡的额定功率?在虚线方框中画出电路图,并在方框的右边写出步骤及表达式.
步骤:
①按实验电路图连接实验电路;②闭合开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.2V,读出电流表示数I;③整理实验器材,灯泡功率P=UI=3.8I.
①按实验电路图连接实验电路;②闭合开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.2V,读出电流表示数I;③整理实验器材,灯泡功率P=UI=3.8I.

表达式:P=
3.8I
3.8I
.(用步骤里的物理量表达)
问题二:电流表坏了,给你一个已知电阻R0,如何去测量小灯泡的额定功率?在虚线方框中画出电路图,并在方框的右边写出步骤及表达式.
步骤:
①按实验电路图连接实验电路,电压表与灯泡并联;②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数等于灯泡额定电压3.8V;然后保持滑片位置不变,把电压表与定值电阻并联,测出定值电阻两端电压U;③整理实验器材,通过定值电阻的电流I=
U
R0
,灯泡功率P=ULI=
3.8U
R0
①按实验电路图连接实验电路,电压表与灯泡并联;②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数等于灯泡额定电压3.8V;然后保持滑片位置不变,把电压表与定值电阻并联,测出定值电阻两端电压U;③整理实验器材,通过定值电阻的电流I=
U
R0
,灯泡功率P=ULI=
3.8U
R0

表达式:P=
3.8U
R0
3.8U
R0
.(用步骤里的物理量表达)
(6)在实验相互诊断出现的问题,对学习很有帮助.请你也参与进来,对下面的问题进行诊断.(指出错误,或说明错误的原因)
病症一:测小灯泡电功率实验数据的表格设计有不妥之处.
病症二:连接完电路后,闭合开关,电压表和电流表的示数出现如图所示的非正常情况.
次数 U/V I/A P/W
1 2.00 0.16 0.32
2 2.50 0.25 0.63
3 3.00 0.27 0.81
小灯泡电功率的平均值P平均=0.59
W
病症一诊断 病症二诊断

求不同电压下功率的平均值没有实际意义
求不同电压下功率的平均值没有实际意义

电压表正负接线柱接反了,所选电流表量程太小
电压表正负接线柱接反了,所选电流表量程太小

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