题目内容
运用如图(a)所示的实验器材做测小灯泡功率的实验,其中小灯泡标有“3.8V”的字样、灯丝电阻约为10Ω左右.请完成或回答以下问题.(1)补画导线,把图(a)中的器材连接成实验电路,要求导线不交叉,且滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮;
(2)在连接电路前,应先将开关______,并将滑动变阻器的滑片P移到______端;(选填“A或B”)
(3)电路连好后闭合开关,发现小灯泡两端电压为2.5V,这时小灯泡的亮度______(较亮、较暗),为使小灯泡正常发光,应将滑片P应向______端移动;(选填“A或B”)
(4)小灯泡正常发光时,电流表的指示如图(b),其示数为______A,则小灯泡额定功率为______W;
(5)由实验数据可知,小灯泡正常发光时的灯丝电阻为______Ω.(结果保留一位小数点)
(6)某同学连接好电路后闭合开关,发现电流表指针向左偏转,其原因是:______;
(7)某同学的实验记录和有关计算如下表所示:
| 实验序号 | 电压(V) | 电流(A) | 电功率(W) | 额定功率(W) |
| 1 | 3.0 | 0.25 | 0.75 | 1.07 |
| 2 | 3.8 | 0.3 | 1.14 | |
| 3 | 4.1 | 0.32 | 1.31 |
针对他的错误,你认为正确的结果是:______.
(8)若实验器材中电压表0~15V的量程不灵,而0~3V的量程正常,电源电压为6V,在这样的前提下,可以用什么办法测出小灯泡的额定功率?请在图方框中画出这种情况下的实验电路图.
【答案】分析:(1)将小灯泡标的额定电压与电压表的小量程进行比较,就可确定电压表的量程;根据灯泡的额定电压和电阻可求其额定电流,然后将其与电流表0.6A量程进行比较,就可确定电流表的量程;滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮,所以滑动变阻器的下接线柱应接B;
(2)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开;在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处;
(3)将灯泡的实际电压与其额定电压比较,就可得出灯泡的实际功率与额定功率的大小关系,从而判断灯泡的发光亮度;为使小灯泡正常发光,应增大电流,减小电阻,就应将滑动变阻器的滑片P向B端移动;
(4)小灯泡正常发光,所以U额=U实=3.8V,由电流表指针位置可读出电路中电流,根据P=UI可求功率;
(5)根据R=
可求电阻;
(6)电流表指针向左偏转,说明电流表“+”、“-”接线柱接反了;
(7)额定功率是指灯泡两端电压等于额定电压时的功率,是固定不变的;
(8)根据电源电压和灯泡的额定电压可求变阻器两端电压,将其与3V进行比较,若变阻器两端电压小于3V,就可将电压表与变阻器并联;
解答:解:(1)∵U额=3.8V,∴电压表量程为0~15V;
又∵灯泡额定电流约为I额=
=
=0.38A<0.6A,电流表量程为0~0.6A;
而滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮,所以滑动变阻器的下接线柱应接B.
(2)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开,以避免因接线错误造成短路将电源烧坏;
同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,
故应将滑动变阻器的滑片P移到A端.
(3)∵U实=2.5V<3.8V,∴P实<P额,灯泡发光变暗;
所以为使小灯泡正常发光,应增大电流,使灯泡两端电压等于额定电压,
故应将滑动变阻器的滑片P向B端移动.
(4)∵小灯泡正常发光,∴U实=U额=3.8V,
又∵电流表选用0.6A量程,∴I额=0.32A,
故P额=U额I额=3.8V×0.32A=1.216W.
(5)根据R=
可得,R=
=
=11.9Ω.
(6)电流表指针向左偏转,说明电流表“+”、“-”接线柱接反了.
(7)额定功率是指灯泡两端电压等于额定电压时的功率,当灯泡两端电压不等于额定电压时,根据P=UI求出的功率不是额定功率,所以不能通过求功率平均值的方法来求灯泡的额定功率;
故灯泡的额定功率为P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W.
(8)灯泡与变阻器串联且U额=3.8V,U总=6V,根据串联电路中电压的特点,变阻器两端电压U=U总-U额=2.2V,
所以当变阻器两端电压等于2.2V时,灯泡正常发光,
故可将电压表与变阻器并联.
故答案为:
(1)如图所示
;
(2)断开、A;
(3)较暗、B;
(4)0.32、1.216;
(5)11.9;
(6)电流“+”“-”接线柱接反了;
(7)额定功率不等于功率的平均值、1.14W;
(8)

点评:本题考查了电压表、电流表和滑动变阻器的使用方法及用伏安法测灯泡的额定功率.只有当灯泡两端的实际电压等于其额定电压时,灯泡才会正常发光,额定功率等于其实际功率.
(2)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开;在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处;
(3)将灯泡的实际电压与其额定电压比较,就可得出灯泡的实际功率与额定功率的大小关系,从而判断灯泡的发光亮度;为使小灯泡正常发光,应增大电流,减小电阻,就应将滑动变阻器的滑片P向B端移动;
(4)小灯泡正常发光,所以U额=U实=3.8V,由电流表指针位置可读出电路中电流,根据P=UI可求功率;
(5)根据R=
(6)电流表指针向左偏转,说明电流表“+”、“-”接线柱接反了;
(7)额定功率是指灯泡两端电压等于额定电压时的功率,是固定不变的;
(8)根据电源电压和灯泡的额定电压可求变阻器两端电压,将其与3V进行比较,若变阻器两端电压小于3V,就可将电压表与变阻器并联;
解答:解:(1)∵U额=3.8V,∴电压表量程为0~15V;
又∵灯泡额定电流约为I额=
而滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮,所以滑动变阻器的下接线柱应接B.
(2)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开,以避免因接线错误造成短路将电源烧坏;
同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,
故应将滑动变阻器的滑片P移到A端.
(3)∵U实=2.5V<3.8V,∴P实<P额,灯泡发光变暗;
所以为使小灯泡正常发光,应增大电流,使灯泡两端电压等于额定电压,
故应将滑动变阻器的滑片P向B端移动.
(4)∵小灯泡正常发光,∴U实=U额=3.8V,
又∵电流表选用0.6A量程,∴I额=0.32A,
故P额=U额I额=3.8V×0.32A=1.216W.
(5)根据R=
(6)电流表指针向左偏转,说明电流表“+”、“-”接线柱接反了.
(7)额定功率是指灯泡两端电压等于额定电压时的功率,当灯泡两端电压不等于额定电压时,根据P=UI求出的功率不是额定功率,所以不能通过求功率平均值的方法来求灯泡的额定功率;
故灯泡的额定功率为P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W.
(8)灯泡与变阻器串联且U额=3.8V,U总=6V,根据串联电路中电压的特点,变阻器两端电压U=U总-U额=2.2V,
所以当变阻器两端电压等于2.2V时,灯泡正常发光,
故可将电压表与变阻器并联.
故答案为:
(1)如图所示
(2)断开、A;
(3)较暗、B;
(4)0.32、1.216;
(5)11.9;
(6)电流“+”“-”接线柱接反了;
(7)额定功率不等于功率的平均值、1.14W;
(8)
点评:本题考查了电压表、电流表和滑动变阻器的使用方法及用伏安法测灯泡的额定功率.只有当灯泡两端的实际电压等于其额定电压时,灯泡才会正常发光,额定功率等于其实际功率.
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