题目内容

【题目】测量小灯泡的电功率的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6V)、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω)、滑动变阻器两个(R“10Ω1A”R“50Ω 0.5A”)、开关S、导线若干。

试验次数

电压U/V

电流I/A

1

1.5

0.18

2

2.5

0.24

3

3.0

0.28

1)实验中,应选用的滑动变阻器是______(选填RR

2)选用滑动变阻器后,请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图,并画在图甲的虚线框内:

______

3)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如表,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为______Ω.(结果保留一位小数)

4)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变)。请你写出实验步骤,求出小灯泡的额定功率P(用R0UU1表示)

实验步骤:______

小灯泡的额定功率P=______

【答案】R 10.4 ①闭合开关SS1b,调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1

②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1a,读出此时电压表示数为U2

【解析】

1)根据额定电压为2.5V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω),由欧姆定律得出灯的额定电流,根据串联电路的规律及欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻确定选用滑动变阻器;

2)电压表测灯的电压,电流表测电路中的电流;

3)由欧姆定律求得该小灯泡正常发光时的电阻;

4)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据 可求出灯的额定功率。

本题测灯的功率,考查实验原理,电路设计、器材选择、电阻计算和设计方案测功率的能力。

[1]由欧姆定律,灯的额定电流为:

,

根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:

故选用滑动变阻器R

[2]测量小灯泡电功率的实验电路图如下所示:

[3]小灯泡正常发光时的电阻为:

[4]实验步骤:

闭合开关SS1b,调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1

闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1a,读出此时电压表示数为U2

[5]中,电压表测灯与定值电阻的电压,因保持滑片位置不动,各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为U2-U1;由欧姆定律灯的额定电流:

则小灯泡额定功率:

练习册系列答案
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(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图乙中电路连接完整_____(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须_____

(2)开关闭合之前,他发现电流表指针如图丙所示,接下来的操作是_____

(3)完成上述操作后,正确连接好电路,闭合开关后发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,则可能是定值电阻发生了_____(选填“短路”或“断路”)。

(4)实验中,直接将的电阻换成10Ω后闭合开关,此时应向_____(选填“左”或“右”)调节滑片位置,目的是为了保证_____。多次换接阻值不同的定值电阻进行实验后,记下每次电流表的示数,绘制了图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。

(5)由图象进一步分析可知,当电阻R12.5Ω时,通过R的电流I_____A

(6)小林发现,将25Ω电阻接入电路进行实验时,滑动变阻器刚好调到最大值时可完成本次实验,由此可知滑动变阻器的最大值是_____Ω.当将25Ω换成30Ω电阻后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法让电压表的示数与前一次实验的相同,若想继续完成本次实验,仅使用现有的器材(导线足够),为使电压表的示数与前一次的相同,你的解决办法是:_____

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