题目内容
17.小华要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率.(1)请你用笔画线代替导线,把如图甲所示的实物电路连接好.(要求闭合开关后,变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗).
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则灯泡的额定功率为0.5W.
在初中学习阶段,我们通常把电流表的电阻近似看作0,把电压表看作断路,这是一种理想模型.实际上,电流表也有一定的阻值,电压表中也有较小的电流,因此,我们用以上方法测出的额定功率比真实值偏大.
(3)没有电压表,小华找了一个阻值为10Ω的定值电阻R,设计了如图丙所示的电路图也测出了小灯泡的额定功率.简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示.
a.只闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,小灯泡正常发光.
b.只闭合开关S1和S3,读出电流表示数I.
c.P额=2.5V(I-0.25A)(用已知量和测量量表示).
分析 (1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,滑动变阻器、开关串联接入电路,电压表与灯泡并联,注意电压表正负接线柱不要接反,按要求连接滑动变阻器.
(2)当电压表示数等于灯泡额定电压时,灯泡正常发光;由图乙确定电流表量程、最小分度值,读出电流表示数;然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率;
电压表直接并联在灯泡两端,因此电压值为准确值,电流表测量灯泡和电压表中的电流之和,根据P=UI分析可知测量值与真实值之间的关系;
(3)根据P=UI在只有电流表和定值电阻测量出小灯泡的额定功率.
解答 解:(1)灯泡额定电压是2.5V,因此电压表选0~3V量程,滑动变阻器接A接线柱时,滑片向右移动时接入电路的电阻变大,灯泡变暗,电流表正进负出电路图如图所示:![]()
(2)当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时,灯泡正常发光;由图乙可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.2A;
灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.
因为电流表测量灯泡和电压表中的电流之和,所以电流比真实值偏大,电压等于真实值,根据P=UI可知,用以上方法测出的额定功率比真实值偏大.
(3)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A;
实验步骤如下:
a.只闭合开关S1和S2,调节变阻器,使电流表示数为0.25A时,小灯泡正常发光.
b.只闭合开关S1和S3,读出电流表示数I.
c.P灯=UI灯=2.5V(I-0.25A).
故答案为:
(1)见上图;(2)0.5;大;(3)0.25;读出电流表示数I;2.5V(I-0.25A).
点评 本题考查了连接电路图、电流表读数、求灯泡电功率等问题;对电流表读数时,要先确定电流表量程与分度值,然后再读数,读数时,视线要与电流表刻度线垂直;连接电路图时,要注意电压表量程的选择、滑动变阻器的接法.
(1)在阳阳所连接的电路中,有两根导线还没连好,请你帮他完成电路的连接(其他的导线不要变动).
(2)开关试触时,若发现电流表无示数,电压表示数较大(约3V),其故障原因可能是灯泡处断路.
(3)实验中阳阳测出了三组数据,记录在表中.若第一次实验时电流表的示数如图2所示,请将此示数读出并填入表中
| 次数 | 1 | 2 | 3 |
| U/V | 2 | 2.5 | 3 |
| I/A | 0.4 | 0.42 | |
| 亮度 | 暗→亮 | ||
(5)在“伏安法测灯泡电阻”实验中,阳阳同学发现当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,测量的小灯泡电阻也相应减小,造成这一变化的合理解释是D.
A.导体电阻与导体两端的电压有关
B.根据欧姆定律,电流一定时,导体的电阻与电压成正比
C.电压减小时,通过小灯泡的电流不变,电阻减小
D.电压减小时,小灯泡亮度变暗,温度变低,电阻变小.
| 实验 序号 | 电流表 示数(A) | 额定功率(W) |
| 1 | 0.52 | 1.97 |
| 2 | 0.51 | 1.94 |
| 3 | 0.50 | 1.90 |
②为尽量提高测量的精确性,在不改变器材的前提下,将你的改进方法在图乙的实物图总画出来.(请用笔画线代替导线,将图乙所示电路连接完整).
(2)如图丙所示,是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图.
①A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A内的金属丝电阻较小,烧瓶B内的金属丝电阻较大,实验中应使两瓶中盛装的煤油质量相等(选填“相等”或“不相等”).
②当开关闭合后,B(选填“A”或“B”)瓶中温度计示数上升较快.
(3)若使用图丙器材,进行“探究电流热效应跟电流大小的关系”,需要添加的器材是与烧瓶A(或B)内的金属丝阻值相等的电热丝.
| A. | 茶壶 | B. | 船闸 | C. | 活塞式抽水机 | D. | 下水道存水管 |
| A. | a大 | B. | b大 | C. | 一样大 | D. | 无法确 |