题目内容
【题目】王鹏所在的物理兴趣小组利用如图甲所示电路进行如下的实验研究:测定“3.8V”小灯泡的额定功率及定值电阻R的阻值。
(1)闭合S1、S2、断开S3,调节滑动变阻器,得到表中三组数据。根据表中数据,可计算出定值电阻R= Ω。
1 | 2 | 3 | |
电压U/V | 2 | 2.6 | 3 |
电流I/A | 0.2 | 0.26 | 0.3 |
(2)闭合S1、S3、断开S2,调节滑动变阻器,测量灯泡L两端的电压和电流,根据测量数据绘制成如图乙所示的U—I关系图像。由图像分析,当电压表示数为2V时,灯泡L的电功率PL= W;图像中所绘图像是一条曲线,其原因是: 。
(3)若在进行(2)时发现电压表突然损坏,该组同学手边有多余电流表但无电压表,为了测出小灯泡的额定功率,小明灵机一动,设计了如图丙所示电路图;并进行如下操作:
①调节滑片至阻值最大处,并同时闭合S1、S2、S3;
②调节滑动变阻器的滑片,直至电流表A1的示数为 A时,记下电流表A的示数如图丁所示;
③根据公式计算出灯的额定功率为 W。
【答案】(1)10 (2)0.8 灯丝的电阻与温度有关 (3)0.38 2.356
【解析】
试题分析:(1)由表格中的任一组数据可计算出定值电阻R=U/I=3V/0.3A=10Ω;(2)由图像可知,当电压表示数为2V时,所对应的电流为0.4A,所以灯泡L的电功率PL=UI=2V×0.4A=0.8W;图像是一条曲线,表示灯丝的电阻是变化的,灯丝的电阻与温度有关;(3)在丙图中,灯泡与定值电阻是并联的,电压相等,所以可以通过定值电阻两端的电压来推知灯泡两端的电压,当灯泡正常发光时,要求电路两端的电压为3.8V,也就是当电流A1的示数为3.8V/10Ω=0.38A时,记下电流表A的示数,由图丁可知为1A;所以可求出通过灯泡的电流为1A-0.38A=0.62A,所以根据公式计算出灯的额定功率为P=UI=3.8V0.62A=2.356W。