题目内容
【题目】小明要测定标有“3.8V“字样小灯泡的额定功率,选择一些器材连接了如图甲电路(电源用四节新的干电池)
(1)同组的小芳发现小明电路连接有错误,如果此时闭合开关,小灯泡_____(选增“发光”或“不发光”),电压表示数是_____V.请你在接的那根导线上打“x”,并另画一根导线,使电路连接正确
(2)电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡正的额定功率是_____W。
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是_____在这个图象中,纵轴应该表示的是_____(选填“电压”或“电流”)。
(4)完成上面实验后,小明同学又想利用现有实验器材,测量另一个标有“3.8V”字样小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他和小组同学一起设计了如图的电路,他们又选择了已知阻值的定值电阻R4请你帮他们完成下面实验步骤:
①_____(填写S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____V,使小灯泡L正常发光。
②_____(填写S、S1、S2的通电情况),保持滑动变阻器的滑片不动,此时电压表示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式是_____。
【答案】不发光 6 1.444 灯丝电阻随温度升高而增大(灯丝电阻随温度变化而变化) 电流 闭合S、S1,断开S2 2.2 闭合S、S2,断开S1 P=3.8V×
【解析】
(1)灯在3.8V电压下正常发光,而电源电压为3V小于灯的额定电压,故灯不能正常发光;原电路中,电压表串联在电路中,变阻器与电流表串联后再与灯并联是错误的,电路中的电流为0,故灯不发光,电压表应与灯并联,变阻器与电流表和灯串联,如图所示:
(2)电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,即达到额定电压3.8V,此时电流表示数如图乙为0.38A。则小灯泡正的额定功率为U额=U额I=3.8VW。
(3)根据如图丙图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而变大。
因灯丝的电阻随温度升高而增大,根据欧姆定律的变形公式R=可知,电压的增加量应大于电流的增加量,如图所示,在这个图象中,纵轴(变化量小)应该表示的是电流;
(4)①S、S1闭合, S2断开,电压表测R4和滑动变阻器两端的电压,电源电压为6V,灯正常发光其额定电压为3.8V,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为6V。
②S、S2闭合,S1断开,电压表测R4两端的电压,保持滑动变阻器的滑片不动,此时电压表示数为U;
③此时电路中的电流为I=,小灯泡正常发光,额定电压为3.8V,小灯泡额定功率的表达式是P=UI=3.8V
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【题目】小红家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,R1和R2为两段电热丝,当饮水机热水箱内水温达到92℃时,开关S就会自动断开,处于保温状态;当水温降到一定温度t时,S又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下;
热水箱水量 | 额定电压 | 加热时功率 | 保温时的功率 |
1kg | 220V | 440W | 40W |
(1)求电热饮水机处于加热状态时,通过饮水机的电流
(2)计算电热丝R1的阻值
(3)在无人取水状态下,饮水机重新加热一次的时间为150s。加热一次消耗的电能是多少?若饮水机的加热效率为90%,请计算每次重新加热前的水的温度是多少?计算结果保留整数)(水的比热容c水=4.2×103J(kg℃)