题目内容
【题目】在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提供了如下器材:电源电压U恒为8V,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”,小灯泡的额定电压U额=2.5V,额定功率小于1.2W,两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接。
(__________)
(2)正确连接电路后,进行实验,记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为_____W。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
电流/A | 0.24 | 0.32 | 0.38 | 0.44 | |
电功率/W |
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而_____。根据数据还可判断出,小聪在实验中选用的是R0=________Ω的定值电阻。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_____V;
②滑片不动,再将开关S1,拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额=_________。(用U额、U0、R0表示)
【答案】 1.05 增大 10 5.5 U额·
【解析】
(1)[1]小灯泡的额定电流约为:
I==0.48A<0.6A,
所以,电流表选择0-0.6A的量程;灯泡、R0及滑动变阻器串联,故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接,小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接,如图所示:
(2)[2]由图丙可知,电流表选择0-0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.42A,则小灯泡的额定功率:
P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W;
(3)[3]由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大;
[4]由表中数据可知,第5次实验电流最大,此时电路总电阻最小,第5次实验时电路总电阻:
R总=≈18.2Ω<20Ω,
因
R总=RL+R0+R滑,
已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω,在实验中选用的是R0=10Ω;
(4)①[5]要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压;闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,灯泡正常发光时,电压表的示数:
UV=U-U额=8V-2.5V=5.5V;
②滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流:
I额=,
③[6]小灯泡的额定功率:
P额=U额I额=U额·。
【题目】图是某电热水壶的内部简化电路,其中R1是加热管,R2是限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收.S1是一个防干烧开关(或称“温控开关”),S2、S3是手动开关,调节S2,S3可以使电热水壶分别处于加热或保温状态.表是该电热水壶的铭牌.
XX牌电热水壶 | |
额定电压 | 220V |
额定容量 | 1.2L |
额定加热功率 | 880W |
额定频率 | 50Hz |
(1)要使电热水壶处于加热状态,应怎样调节开关S2和S3?
(2)由该电热水壶的铭牌可知,加热管R1的阻值为多少?
(3)假设当电热水壶处于保温状态时水温保持恒定,此时水每秒向外界散热55J,水壶处于保温状态时的总功率约是多少?