题目内容

10.小红在测量小灯泡的额定功率的实验时,由于没有找到自己需要的电压表,于是她选择了以下器材:电流表、电源(电压恒为6V)、开关两个,滑动变阻器(50Ω,1A)一个,导线若干,在没有电压表的情况下也完成了实验,已知小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间;小红设计了图乙电路图并进行了如下操作. 

(1)按照图乙电路图,补充完整图甲实物电路;
(2)只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为0.3A;
(3)再闭合开关S2,滑片P位置不动(填“动”或“不动”),此时电流表示数如图丙所示,则此时电流I为0.5A;
(4)小灯泡的额定功率:P=0.72W.

分析 (1)变阻器滑左侧下接线柱连入电路.
(2)、(3)、(4)只闭合开关S1,移动滑片P,便电流表的示数为为0.3A,此时灯正常工作;
保持滑片的位置不动,再闭合开关S2,此时灯被短路,电路中电流可读出,根据欧姆定律,可求电路中的电阻大小即为变阻器连入电路中的值,在(2)中,由欧姆定律可求出灯正常工作时的电压,根据P=UI求灯的额定电功率

解答 解:
(1)变阻器左侧下接线柱连入电路,如图所示:

(2)只闭合开关S,移动滑片P,便电流表的示数为I=0.3A;
(3)再闭合开关S2,滑片P位置不动,此时灯被短路,由图丙知,此时电路中的电流为I′=0.5A,电路中的电阻即变阻器连入的阻值大小R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω;
在(2)中,变阻器两端的电压U′=IR′=0.3A×12Ω=3.6V,所以灯正常工作时的电压U=6V-3.6V=2.4V,故灯的额定电功率P=UI=2.4V×0.3A=0.72W.
故答案为:(1)如上图所示;(2)0.3;(3)不动;0.5;(4)0.72

点评 本题主要考查在没有电压表的情况下测量小灯泡的额定功率,利用开关短路引起电路的变化,根据测出的不同电流求出灯正常工作时的电压,最后求出灯的额定功率.

练习册系列答案
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18.在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室为每个小组提供的器材有:电压恒为5V的电源一个,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)各一个,开关一个,标有“20Ω  lA”的滑动变阻器一个,导线若干,额定电压为3.8V小灯泡一个.实验前电压表与电流表均已调零.
第一小组的同学实验时按如图甲所示方式连接电路.

(1)连接电路时,开关应断开.(选填“闭合”或“断开”)
(2)开关闭合前,应把滑动变阻器的滑片调到A(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路.
(4)排除故障后,调节滑片到某一位置时,灯恰好正常发光.此时电流表的示数如图乙,则通过小灯泡的电流为0.4 A,小灯泡的额定功率为1.52 W.
(5)该小组的同学们经过多次实验,记录了多组电压与电流值,并绘出如图丙所示图象.通过分析图象,发现小灯泡灯丝电阻是变化的,这是由于灯丝电阻随溫度而改变.
(6)第二小组的同学在实验中发现,本组的电压表0~15V的量程已损坏,而0~3V的量程可以使用.经过研究设计了如图丁所示电路,完成了小灯泡功率的测量.实验时,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为1.2V时,小灯泡正常发光.
(7)第二小组的同学在实验过程中,为保证电表不超量程,小灯泡不超额定值.滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~12Ω.
20.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大.两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度.
(1)根据控制变量法的研究思想,应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等.
(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干嘛不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是D.
A.因为煤油有颜色便于观察          B.因为煤油有比较大的热值
C.因为煤油有比较小的密度          D.因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快.这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.
(4)小红把实验装置作了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升.下列实验中也用到这种思想和方法的是B.
A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C.让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢
D.将小铁屑均匀洒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况.

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