题目内容
【题目】小明在“测小灯泡的电功率”的实验中,正确连接如图所示电路。闭合开关后,逐渐向同一个方向调节滑动变阻器的滑片,部分实验数据和现象如下表。
次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 灯泡亮度 |
1 | 1 | 0.1 | 不亮 |
2 | 0.3 | 正常发光 | |
3 | 8 | 0 | 不亮 |
(1)开关闭合前,滑片应置于_____ (选填“A”或“B”)端,第1组数据中,小灯泡不发光的原因是_____;
(2)分析表中实验数据可知,所用电源电压为_____ V。 若小明手边有“2A 20Ω”、“1.5A 50Ω”和“2A 100Ω”三种规格的滑动变阻器,“0~3V” 和“0~15V”两个量程的电压表。本实验中他选用的滑动变阻器的规格为_____;
(3)从第1次实验到第2次实验过程中,滑动变阻器和灯泡的功率变化量分别记为ΔP滑、ΔP灯,则ΔP滑_____ΔP灯。(灯丝电阻随温度升高而增大)
【答案】B 灯泡实际功率过小 8 2A100Ω 小于
【解析】
(1)[1]据图能看出,此时滑片的左边的电阻丝接入电路,故滑片在B端时处于最大阻值处;故闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片P置于B端。
[2]第1组数据中,小灯泡两端的电压只有1V,通过小灯泡的电流只有0.1A,由P=UI可得小灯泡的实际功率只有0.1W,实际功率过小,不能发光。
(2)[3] 由表中实验数据可知,在进行第3次实验时电流表示数为零,说明电路是断路,电压表有示数,说明灯泡L断路,此时电压表测量的是电源的电压,电压表示数等于电源电压,因此电源电压是8V。
[4]由表知,测第一组数据时,U1=1V,I=0.1A,此时滑动变阻器两端电压
U滑=UU1=8V1V=7V
由I=得滑动变阻器接入电路的阻值
R滑===70Ω
因此可选规格为“2A 100Ω”的滑动变阻器。
(3)[5]第1次实验,灯泡的电阻为
R===10Ω
假设第2次实验灯泡的电阻不变,则灯泡两端的电压为
U1′=I′R=0.3A×10Ω=3V
则滑动变阻器两端的电压为
U滑′=8V3V=5V
滑动变阻器的功率变化量
ΔP滑= U滑′I′ U滑I=5V×0.3A7V×0.1A=0.8W
灯泡的功率变化量为
ΔP灯= U1′I′ U1I=3V×0.3A1V×0.1A=0.8W
而实际上灯丝电阻随温度升高而增大,则灯泡两端的实际电压大于3V,滑动变阻器两端的实际电压小于5V,故事实上ΔP滑<0.8W,ΔP灯>0.8W,故ΔP滑<ΔP灯。
【题目】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/h | 装水量/kg | 吸热板面积/m2 | 水升高的温度/℃ | 水的比热容/J(kg℃)﹣1 | 太阳辐射功率/J(m2h)﹣1 |
10 | 100 | 2.5 | 50 | 4.2×103 | 1.68×106 |
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.
求:(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
【题目】小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材:小灯泡(标“2.5V 0.3A”的字样),电池组(二节干电池串联,电压为3V),电压表一块,滑动变阻器(,2A),定值电阻(),开关三个和导线若干。
(1)按照图1所示的电路图连接电路,闭合开关前,应将变阻器滑片滑到________(选填“左”或“右”)端;
(2)连接完电路后:小明只闭合S、S1时移动滑片P,电压表示数发生改变;只闭合S、S2时,移动滑片P,小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测,把电压表并联在某电路元件两端,测试结果如表所示,则电路中一定存在的故障是________(填写选项字母);
测试元件 | 灯泡L | 开关S |
电压表 | 无示数 | 有示数 |
A.灯泡L处断路 B.灯泡L处短路 C.开关S处断路
①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V,这时灯泡的实际电功率是________W;
②小明通过课外学习知道,干电池有一定的电阻,我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它(如图2所示)。于是小红在小明完成步骤①后,将电压表并联在电池组两端,保持滑片P的位置不变,只闭合S、S1时,读出电压表示数为2.55V,则小明实验中所用电池组的电阻r是________。