题目内容
13.给你一个电流表、一个灯泡、一个已知阻值的电阻R0,一个未知电压的电源、一个单刀双掷开关和导线若干,请设计一个测出灯发光时功率的电路(测量时不能拆卸).画出电路图并写出相应的步骤和数学表达式?
(1)如图所示连接电路
(2)将开关S拨至1时,灯泡与定值电阻并联,电流表测的是定值电阻R0的电流,读出示数为I1
(3)将开关S拨至2时,灯泡与定值电阻并联,电流表测干路电流,读出示数为I2
(4)表达式P=I1R0(I2-I1).
分析 要测灯泡的功率,根据P=UI可知应用电流表测出通过灯泡中的电流、电压表测出其两端的电压;
实验中无电压表、有定值电阻,可根据并联电路的电压特点设计电路,即先用电流表测出通过定值电阻的电流,然后根据欧姆定律的变形公式求出定值电阻两端的电压,再用电流表测出并联电路的电流,进一步根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流,根据P=UI求出灯泡的功率.
解答 解:(1)如图所示连接电路,使小灯泡和电阻并联,利用单刀双掷开关分别控制两条支路,同时使电流表测量定值电阻中的电流和干路中的电流,电路图如下:![]()
(2)将开关S拨至1时,灯泡与定值电阻并联,电流表测的是定值电阻R0的电流,读出示数为I1;
(3)将开关S拨至2时,灯泡与定值电阻并联,电流表测干路电流,读出示数为I2;
(4)由上知,灯泡与电阻并联,所以灯泡两端的电压U=U0=I1R0;
通过灯泡的电流I=I2-I1,所以灯泡的功率:P=UI=I1R0(I2-I1),
则灯泡的功率表达式为:P=I1R0(I2-I1).
故答案为:(1)电路图如上图所示;(2)将开关S拨至1时,灯泡与定值电阻并联,电流表测的是定值电阻R0的电流,读出示数为I1;
(3)将开关S拨至2时,灯泡与定值电阻并联,电流表测干路电流,读出示数为I2;
(4)P=I1R0(I2-I1).
点评 本题考查了并联电路的特点和电功率计算公式的应用,关键是知道电路图分析出无电压表、有定值电阻时测未知电阻实验的原理,对学生的分析能力要求较高.
练习册系列答案
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1.
某学生做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验,其中用R0是定值电阻.
(1)在方框中画出实验电路图.
(2)当探究电流与电压的关系时,通过调节变阻器滑片P的位置来改变电阻两端的电压.三次改变滑片位置,测得三组电压和电流值(见下右表),发现每次电压与电流的比值是相同的(选填“相同”或“不同”),由此可得出电流与电压关系的初步结论:当电阻一定时,电流与电压成正比.
(3)要探究电流与电阻的关系,仅凭电路图中器材是不够的,你认为(除导线外)还应增加的器材是不同阻值的定值电阻.滑动变阻器在此实验中的作用是控制定值电阻两端电压不变.
(1)在方框中画出实验电路图.
(2)当探究电流与电压的关系时,通过调节变阻器滑片P的位置来改变电阻两端的电压.三次改变滑片位置,测得三组电压和电流值(见下右表),发现每次电压与电流的比值是相同的(选填“相同”或“不同”),由此可得出电流与电压关系的初步结论:当电阻一定时,电流与电压成正比.
(3)要探究电流与电阻的关系,仅凭电路图中器材是不够的,你认为(除导线外)还应增加的器材是不同阻值的定值电阻.滑动变阻器在此实验中的作用是控制定值电阻两端电压不变.
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
| 电流/A | 0.40 | 0.48 | 0.56 |
18.
如图所示某同学做“测定一个小灯泡的功率”的实验,所用灯泡的额定电压是2.2V.
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,变阻器的滑片P应处于C 端(选填C或D).
(2)请画出相对应的电路图.
(3)电路连接完整后,当向右移动变阻器的滑片P时,电压表的示数将变大,电流表的示数将变小(填“变大”“变小”或“不变”).
(4)实际实验的有关记录与计算如表,从表中可知,该小灯泡的电阻是10Ω,额定功率是0.48W.
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,变阻器的滑片P应处于C 端(选填C或D).
(2)请画出相对应的电路图.
(3)电路连接完整后,当向右移动变阻器的滑片P时,电压表的示数将变大,电流表的示数将变小(填“变大”“变小”或“不变”).
(4)实际实验的有关记录与计算如表,从表中可知,该小灯泡的电阻是10Ω,额定功率是0.48W.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电压(V) | 2.2 | 1.5 | 2.5 |
| 电流(A) | 0.22 | 0.16 | 0.24 |
| 功率(W) | 0.48 | 0.24 | 0.60 |
3.
下表为某电烤箱铭牌,如图虚线内所示是电烤箱内部简化电路图,R1和R2均为电热丝.
求:(1)若在电路中加一个“限高温开关”,当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路,该开关最好安装在A、B、C中的B点处.
(2)电烤箱在高温档工作10分钟所产生的热量.
(3)电路中R2的阻值.
| ××牌电烤箱 | ||
| 额定电压 | 220V | |
| 额定功率 | 高温挡 | 1100W |
| 低温挡 | 440W | |
| 频率 | 50Hz | |
(2)电烤箱在高温档工作10分钟所产生的热量.
(3)电路中R2的阻值.