题目内容
7.小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验,小灯泡的额定电压为3.8伏,额定功率约1瓦左右,电源电压为1.5伏的整数倍且不变.她正确连接电路,将滑片移到滑动变阻器的某一端,闭合电键发现电压表、电流表的示数分别为3伏和0.2安,小灯泡的亮度偏暗.然后她向变阻器的另一端移动滑片,发现小灯泡继续变暗;当滑片到达另一端时,电流表、电压表的示数如图(a)、(b)所示.(1)小红在器材选择以及操作过程中存在的问题分别是:选择的电源电压太小和闭合电键前滑片没有移至阻值最大处,她所使用的变阻器的最大阻值为20欧.
(2)经过思考分析,她改正了上述问题.为了准确测出小灯泡的额定功率,她还改进电路并进行实验.当移动变阻器的滑片到中点位置时,观察到小灯泡正常发光,此时电压表指针恰好位于某一刻度线上,则电源电压为6伏,小灯泡的额定功率为0.836瓦.
分析 (1)电源电压应大于灯泡额定电压,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处;
将滑片移到滑动变阻器的另一端,闭合电键,小灯泡的亮度偏暗,然后她向变阻器的另一端移动滑片,发现小灯泡继续变暗,小灯泡继续变暗说明电路电流继续减小,滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大,说明闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,闭合开关时电压表示数等于电源电压;
根据电压表与电流表示数,由欧姆定律可以求出灯泡阻值;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,由串联电路特点与欧姆定律可以求出滑动变阻器阻值.
(2)灯泡额定电压电压是3.8V,如果电压表与灯泡并联,如果用小量程,灯泡正常发光时超过其量程,则电压表应该用大量程,大量程的分度值是0.5V,灯泡额定电压是3.8V,灯泡正常发光时,电压表指针不可能指在刻度线上,因此电压表应该与滑动变阻器并联,且电压表选用小量程;
由题意知,电流为0.2A时灯泡发光较暗,因此灯泡正常发光时的电流应大于0.2A,
根据串联电路特点及欧姆定律求出电源电压、灯泡正常发光时的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率.
解答 解:
(1)由题意可知,电源电压为3V,灯泡额定电压是3.8V,所选电源电压太小;
由题意可知,闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为零,这是错误的,闭合开关前滑动变阻器滑片应置于最大阻值处;
电源电压是3V,电压表量程应该为0~3V,由图示电压表可知,其分度值是0.1V,示数为1V,
由图示电流表可知其示数为0.1A,由串联电路特点可知,滑动变阻器电压为3V-1V=2V,
由I=$\frac{U}{R}$可得滑动变阻器最大阻R滑最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω.
(2)由题意可知,电压表与滑动变阻器并联,滑动变阻器滑片在中点,
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R=$\frac{{U}_{滑最大}}{2}$=$\frac{20Ω}{2}$=10Ω,电源电压是1.5V的整数倍,
①如果电源电压为4.5V,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为4.5V-3.8V=0.7V,
电路电流I=$\frac{0.7V}{10Ω}$=0.07A<0.2A,灯泡不能正常发光;
②如果电源电压为6V,灯泡正常发光时滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V,
电路电流I=$\frac{2.2V}{10Ω}$=0.22A,灯泡能正常发光,灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W;
③如果电源电压为7.5V,灯泡正常发光时滑动变阻器电压为7.5V-3.8V=3.7V,此时电路电流I=$\frac{3.7V}{10Ω}$=0.37A,
由I=$\frac{U}{R}$可得此时灯泡电阻RL=$\frac{3.8V}{0.37A}$≈10.27Ω<15Ω,灯泡电阻随温度升高而增大,灯泡电阻不能小于15Ω,故电源电压不能为7.5V.
所以电源电压可能为:6V,灯泡额定功率可能为0.836W.
故答案为:
(1)选择的电源电压太小;闭合电键前滑片没有移至阻值最大处;20;
(2)6;0.836.
点评 本题考查了实验操作分析、求滑动变阻器阻值、求电源电压与灯泡额定功率等问题,由于不知道电源电压,本题难度较大,要根据题意进行推理,然后答题,解题时注意讨论.
( )
| A. | 一定上升 | B. | 一定下降 | C. | 一定静止 | D. | 可能下降 |
(1)此实验中,沙子和水吸热的多少是通过加热时间(温度计示数或加热时间)来反映的.
(2)他得到如下实验数据,分析表中数据可得出的初步结论是:相同质量的两种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的种类有关.
| 物质 | 质量m/kg | 升高的温度△t/℃ | 加热时间t/min |
| 水 | 0.1 | 10 | 2 |
| 沙子 | 0.1 | 10 | 1 |
| 次数 | 钩码重/N | 钩码上升距离/cm | 弹簧测力计示数/N | 弹簧测力计上升距离/cm | 机械效率 |
| 1 | 2 | 10 | 0.8 | 30 | 83.3% |
| 2 | 4 | 10 | 1.5 | 30 | |
| 3 | 6 | 10 | 30 | 90.9% |
(2)第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为2.4N;
(3)根据实验结论推测:使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为C(只填序号)
A.71.6% B.82.6% C.92.4%
| A. | p1<p2<p | B. | p1=p2<p | C. | p3>p | D. | p4<p |
| A. | 沿斜面匀速下滑的小车 | B. | 竖直向上抛出的小球 | ||
| C. | 匀速通过拱形桥的汽车 | D. | 正在进站的火车 |
| A. | 甲图高压锅能增大锅内气压降低沸点 | |
| B. | 乙图中的奥斯特实验说明了电流周围存在磁场 | |
| C. | 丙图中测得小石块的体积为20厘米3 | |
| D. | 丁图中的测电笔接触零线氖管一定发光 |
| A. |
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| B. |
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| C. |
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| D. |
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