题目内容
【题目】在学习了电功率知识后,老师要求学生们小组合作测量额定电压是小灯泡电功率的实验,张华所在的小组进行了以下实验
(1)为顺利完成实验,张华设计了伏安法测小灯泡电功率的电路图,请你帮助张华把电路图画到图甲所在的方框中
(____)
(2)小明根据张华设计的电路图连接好实物图,开关闭合后,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡发光较亮且亮度一直保持不变,张华一看就说你的连接有错,你觉得小明在连接电路的过程中出现了什么错误? _____
(3)小明在得到张华的提示后把故障排除,然后调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为_____A,小灯泡此时的电功率为_____W,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的阻值调_____(填“大或“小”)直到电压表示数为_____V为止。
(4)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表及对应电压表的示数,并画出图丙所示的1-U图像,从图像可算出小灯泡的额定功率为_____W。
(5)继续调节滑动变阻器的过程中,小灯泡突然熄灭,导致电压表示数骤增,电流表却无示数,则电路中出现的故障是_____。
(6)实验顺利结束后,老师重新给出了要求,不用电压表测额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,设计的电路图如图所示,请将下列实验步骤补充完整,并计算小灯泡的额定功率(电源电压恒定且未知,滑动变阻器的最大阻值为)
①将滑动变阻器的电阻调到最大,开关、闭合,读出电流表的示数为0.2A,就可以直接求出电源电压为_____V
②开关闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为_____A时,小灯泡正常发光:然后闭合,滑动变阻器的滑片_____(填“向左调”、“向右调、“保持不变”),此时电流表的示数恰好为0.4A,由此可以求出此时联入电路的滑动变阻器的电阻为_____Ω
③小灯泡的额定功率P额=_____W
【答案】 滑动变阻器连接了上面两个接线线柱 0.22 0.44 小 2.5 0.625 小灯泡断路 6 0.3 保持不变 15 0.45
【解析】
(1)[1]
(2)[2] 无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡发光较亮且亮度一直保持不变,说明滑动变阻器连接了上边两个接线柱
(3)[3]由图乙可知通过小灯泡的电流为0.22A
[4]小灯泡此时的电功率为:
[5]如果要小灯泡两端电压变大,应减小滑动变阻器两端电压, 根据串联分压的特点,应减小滑动变阻器的阻值
[6]直到灯泡两端电压为为止
(4)[7]由丙图可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的电流,小灯泡的额定功率:
(5)[8] 电流表没有示数,说明电路中没有电流,是断路,电压表示数增大说明电压表所测的用电器断路,即小灯泡断路
(6)[9]滑动变阻器的电阻调到最大,开关、闭合时,滑动变阻器全部连入电路即此时阻值 ,灯泡被短接,只有滑动变阻器连入电路,此时滑动变阻器两端电压等于电源电压所以电源电压
[10] 开关闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为时灯泡正常发光
[11] 然后闭合,滑动变阻器的滑片保持不变
[12] 此时联入电路的滑动变阻器的电阻为:
[13]当灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压:
所以灯泡两端的额定电压:
所以灯的额定功率:
【题目】(8分)自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所,它的简化电路图如图所示, 电热丝电阻分别为R1、R2,请根据说明书提供的信息计算(水的密度ρ水=1×103 kg/m3,水的比热容C水=4.2×103 J/kg℃)
饮水机参数 |
热水温度:≥90 ℃ |
热胆容积:2 L |
额定功率:1000 W |
保温功率:40 W |
额定电压:220 V |
频率:50 Hz |
(1)如果饮水机处在“加热”状态正常工作时,电热丝所产生的热量有80%被水吸收,饮水机的热胆装满水,水温由20℃加热到90℃,需用多长时间?
(2)开关断开时,饮水机处于 状态(填“加热”或“保温”)。
(3)电阻丝R1的阻值。