题目内容
2.小阳用伏安法测额定电压为3.8V小灯泡正常发光时的额定电功率.(1)请你帮助小然在如图3方框内画出实验电路图;
(2)小阳连接的部分实验电路如图1所示.请你用笔画线代替导线,帮助他完成电路连接.
(3)正确连接好电路后,闭合开关发现小灯泡两端电压只有2V,这时应将滑动变阻器的滑片向右(选填“左”或“右”)端移动.当电压表示数为3.8V时灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,小灯泡正常发光的额定电功率是1.52瓦.
分析 (1)从实验目的入手,利用实验原理R=$\frac{U}{I}$,围绕小灯泡两端电压与通过小灯泡电流的测量,即可设计出电路图.
(2)电压表与小灯泡并联在一起,连线时注意量程的选取以及正负接线柱的接法.
(3)此时小灯泡两端的电压小于额定电压,因此通过移动滑动变阻器来增大小灯泡两端电压到达额定电压,由此入手分析确定滑动变阻器的运动方向;根据P=UI计算出小灯泡的实际功率.
解答 解:(1)要测量的电阻,根据实验原理R=$\frac{U}{I}$可知,就需要先测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流.为了测量电压,就需要电压表与小灯泡并联,为了测量电流就需要电流表与小灯泡串联,为了调节小灯泡两端的电压,所以需要串联滑动变阻器.电路中还要有电源来提供电压,开关来控制电路的通断.由此设计出电路图如下图1所示.![]()
(2)电压表是用来测量小灯泡两端的电压的,因此要与小灯泡并联在一起.由于小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表要选取0~15V的量程.且电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,答案如下图2所示:![]()
(3)为了使灯泡的电压增大到3.8V,根据公式U=IR,在灯泡电阻不变的情况下,就需要增大小灯泡中的电流,由此确定滑动变阻器接入电路的电阻值要减小.故滑片P要向右移动,直到电压表的示数为3.8V为止.利用图示的电流表表盘告诉的信息,根据读出灯泡中的电流为:0.4A,所以小灯泡正常发光的额定电功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W.
故答案为:(1)见上图;
(2)见上图;
(3)右;1.52.
点评 用伏安法测小灯泡电阻的电路图是电学中非常重要的一个电路图,要理解其设计的思路.
在连接实物图时,要注意电流表、电压表的量程的选取.
若根据实物图画电路图,或者是根据电路图连接实物图,要将电路中各元件位置一一对应起来.
(1)闭合开关前,电压表指针如图乙所示,造成该现象的原因是使用前电压表指针未调零.
(2)实验时小华无法准确判断电压表指针是否指向3.8V(如图丙).于是他做了3次实验,每次实验都认为电压表示数最接近3.8V.相关实验记录及数据处理见下表:
| 实验序号 | 电流表示数/A | 测得灯泡的额定功率/W | 测得灯泡额定功率的平均值/W |
| 1 | 0.30 | 1.140 | P额=$\frac{(1.140+0.102+1.178)}{3}$=1.140 |
| 2 | 0.29 | 1.102 | |
| 3 | 0.31 | 1.178 |
(3)上述从第二次到第三次实验的过程,滑动变阻器的滑片是向右(左/右)移动的.
(4)测量结束后,应先断开开关,再拆除其他导线.
| A. | 太阳是整个宇宙的中心 | B. | 原子核由质子和电子构成 | ||
| C. | 分子间存在引力和斥力 | D. | 固体的分子是静止不动的 |