题目内容
利用如图所示的实验器材,测定额定电压为6V的小灯泡的电功率.已知滑动变阻器上标有“12Ω 1A”字样,电源电压保持不变.?实验步骤如下:
A、连接电路.在甲图上补画一根导线,使得测定小灯泡电功率的电路完整,要求滑片P向右移动时,小灯泡变暗.
B、连好电路后,要使滑动变阻器的电阻全部接入电路,应先将滑片P移至________端(“a”或“b”),再闭合开关S,此时电压表示数为4.2V,对应的电流表示数如图乙所示.
C、调节滑片,当P移至ab中点时,小灯泡恰好正常发光,此时电流表的读数为0.50A.
D、继续调节滑片,当P移至另一点时,灯泡偏亮,读出电压表、电流表值分别为6.5V、0.52A.
E、实验过程中突然发现电流表无示数,电压表有示数,则故障原因是:________,此时电压表示数为________ V.
请记录完整实验表格:
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 亮度 | 功率/W |
1 | 4.2 | 偏暗 | ||
2 | 0.50 | 正常 | ||
3 | 6.5 | 0.52 | 偏亮 | 3.38 |
分析:A、要求滑片P向右移动时,小灯泡变暗,即使整个电路中的电流变小,故此时电路中的电阻要变大,滑片最左端要和开关连接;
B、连好电路后,闭合开关前,为防止电路中电流过大烧毁元件,变阻器的阻值应在最大值处,故滑片P应划至b端;
C、由滑动变阻器上标有“12Ω 1A”字样可知,通过变阻器电流的最大值为1A,因此整个电路中电流表的量程选0~0.6A;
D、如果是短路,电流表有示数,电压表测量导线的电压,示数为0;如果是断路,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压.
E、根据P=UI计算.
解答:A、变阻器一段已经连好,根据变阻器的工作原理,要想滑片右移时阻值变大,导线必须连在左下端,实物电路连接如右图所示:
B、连好电路后,闭合开关前,为防止电路中电流过大烧毁元件,变阻器的阻值应在最大值处,故滑片P应划至b端;
C、①由图乙读出第一次实验的电流值为0.4A,根据P=UI可算出此时灯泡的功率为P1=4.2V×0.4A=1.68W;
②根据灯泡正常发光,可知此时电压为小灯泡额定电压6V,根据P=UI算出此时灯泡的功率为P2=6V×0.5A=3W;
D、电流表无示数,说明灯泡断路,电压表串联在电路中,电压表示数等于电源电压.
根据当P移至另一点时,灯泡偏亮,读出电压表、电流表值分别为6.5V、0.52A可知,此时变阻器接入电路中的阻值为0Ω,即只有小灯泡在电路中,此时电源电压全部加在小灯泡两端,故此时电压表示数为电源电压,即6.5V.
故答案为:A、如上图所示;
B、b;
C、D、见表格;
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 亮度 | 功率/W |
1 | 4.2 | 0.40 | 偏暗 | 1.68 |
2 | 6.0 | 0.50 | 正常 | 3 |
3 | 6.5 | 0.52 | 偏亮 | 3.38 |
点评:在物理实验中,探究用电器的功率经常见到,该类实验题总体难度不大,但是因为涉及的知识点较多,稍微马虎就容易出错,故做该类题时细心最为重要.
为粗略测算电热器的功率,甲乙两小组的同学提出了一个实验的原理设想:利用如图所示的电热器对水进行加热,测量相关的数据,计算出水吸收的热量,如果忽略掉热损失,就可以粗略地认为电热器消耗的电能等于水吸收的热量,然后再计算电功率。根据这个思路,他们将电热器放入一塑料杯里(杯外还包装有泡沫塑料),杯内装有水。甲、乙两组同学分别使用两个不同的电热器,以及质量不同的水进行实验。表1、表2分别是甲、乙两个小组的实验数据。(已知水的比热容C)
表1 水的质量m=400g (甲组数据) | |||||||||
时间( t )/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
温度( T )/℃ | 70 | 76 | 82 | 89 | 94 | 100 | 100 | 100 | 100 |
表2 水的质量m=350g (乙组数据) | |||||||||
时间( t )/s | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 |
温度( T )/℃ | 22 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 43 | 46 | 48 |
于是他们马上判断出两电热丝的阻值不相同,其判断的依据应该是 。
(2)这个实验方案的计算原理是P= (物理量符号参照数据表所示)
(3)要计算电功率,甲小组处理数据时,只选择了前六个数据,其原因是若计算加热时间取“8min”,则其测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”),而造成这个偏差的原因是 (选填“实验误差”或“数据处理错误”)。
(4)合理处理数据后,他们对比了老师给的电热器铭牌数据,发现误差比较小的是 组,原因是 。
为粗略测算电热器的功率,甲乙两小组的同学提出了一个实验的原理设想:利用如图所示的电热器对水进行加热,测量相关的数据,
计算出水吸收的热量,如果忽略掉热损失,就可以粗略地认为电热器消耗的电能等于水吸收的热量,然后再计算电功率。根据这个思路,他们将电热器放入一塑料杯里(杯外还包装有泡沫塑料),杯内装有水。甲、乙两组同学分别使用两个不同的电热器,以及质量不同的水进行实验。表1、表2分别是甲、乙两个小组的实验数据。(已知水的比热容C)
表1 水的质量m=400g (甲组数据) |
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时间( t )/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
温度( T )/℃ |
70 |
76 |
82 |
89 |
94 |
100 |
100 |
100 |
100 |
表2 水的质量m=350g (乙组数据) |
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时间( t )/s |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
温度( T )/℃ |
22 |
26 |
30 |
33 |
37 |
40 |
43 |
46 |
48 |
(1)实验前,同学们对两加热器的发热丝进行了观察比较,发现它们的材料和长度相同,
于是他们马上判断出两电热丝的阻值不相同,其判断的依据应该是 。
(2)这个实验方案的计算原理是P= (物理量符号参照数据表所示)
(3)要计算电功率,甲小组处理数据时,只选择了前六个数据,其原因是若计算加热时间取“8min”,则其测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”),而造成这个偏差的原因是 (选填“实验误差”或“数据处理错误”)。
(4)合理处理数据后,他们对比了老师给的电热器铭牌数据,发现误差比较小的是 组,原因是 。
表1 水的质量m=400g(甲组数据) | |||||||||
时间(t)min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
温度(T)℃ | 70 | 76 | 82 | 89 | 94 | 100 | 100 | 100 | 100 |
表2 水的质量m=350g(乙组数据) | |||||||||
时间(t)min | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 | |
温度(T)℃ | 22 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 43 | 46 | 48 |
(2)这个实验方案的计算原理是P= (物理量符号参照数据表所示)
(3)要计算电功率,甲小组处理数据时,只选择了前六个数据,其原因是若计算加热时间取“8min”,则其测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”),而造成这个偏差的原因是 (选填“实验误差”或“数据处理错误”).
(4)合理处理数据后,他们对比了老师给的电热器铭牌数据,发现误差比较小的是 组,原因是 .