题目内容

2.小明想测出标有“4V”字样的小灯泡的额定功率.他选用了以下器材:电压恒为6V的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干.经检验发现电压表的0~15V量程已损坏,但0~3V量程完好.于是,小明设计了如图1所示的电路进行实验.
(1)请在图2虚线框中画出小明设计的电路图.
(2)要测出小灯泡额定功率,应该调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2V,此时电流表的示数如图3所示,通过小灯泡的电流为0.28A,则小明测出该小灯泡额定功率是1.12W.

分析 (1)先分析电路的连接方式,然后根据实物图利用电流法画出对应的电路图.
(2)根据串联电路电压特点可得,当灯泡正常工作时,滑动变阻器电压小于3V;测滑动变阻器电压,间接得到灯泡的额定电压.已知电流表的量程和分度值,可以读出电流表的读数,根据公式P=UI可求此时小灯泡的额定电功率.

解答 解:(1)由实物图可知,电流从正极出发,经开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回负极,电压表并联在滑动变阻器两端,电路图如图.

(2)电源电压为6V,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,灯泡正常工作时的电压为4V,则滑动变阻器的电压为6V-4V=2V<4V,所以用电压表0~3V量程时,并联在滑动变阻器两端,当电压表的示数为2V时,灯泡两端的电压为4V,
电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,由指针位置可知,此时电流为0.28A.则小明测出该小灯泡额定功率:P=UI=4V×0.28A=1.12W.
故答案为:(1)见上图;(2)2;0.28;1.12.

点评 解决本题的关键:一是电压表、滑动变阻器的正确使用;二是串联电路电压特点的灵活运用.

练习册系列答案
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10.如图甲是小明和同学做“测定小灯泡额定电功率”实验的电路,电源电压为6V,已知小灯泡正常工作时的电压为2.5V,正常发光时灯丝的电阻约为10Ω.

(1)请你用笔画线代替导线把未连接完的实物电路连接成正确的完整电路(要求:导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移动灯泡变亮).
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于B 端(选填“左”或“右”).
(3)若闭合开关,灯炮不亮,经检查灯丝断了,则电流表指针偏转情况是不偏转;电压表指针偏转情况是满偏.
(4)更换相同规格灯泡后,当滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为了使灯泡正常发光,应将滑片向左(选填“左”或“右”)移动;小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示,通过图象可知小灯泡正常发光时的电功率为0.75W.
(5)另一位同学在连接好电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现:灯泡变亮时电压表示数变小;灯泡变暗时,电压表示数变大.经检查所用器材完好,出现这种现象的原可能是电压表与滑动变阻器并联了.
(6)他们继续用上图所示装置来探究“电流与电压的关系”.首先把5Ω的电阻接入原来小灯泡的位置,调节滑动变阻器依次测得数据如表一所示.由表一可归纳出:在电阻不变的情况下,导体中的电流跟它两端的电压成正比.接着他们探究“电流与电阻的关系”.其操作步骤是分别把5Ω、10Ω、15Ω的电阻接入原小灯泡的位置,立即闭合开关记录读数如表二所示.由表中的实验数据发现,通过导体的电流跟它的电阻不成反比,其原因可能是遗漏了重要的操作步骤,此步骤是:实验时,应该把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置时,调节滑动变阻器滑片,使定值电阻两端电压相等..
表一
次数电阻R=5Ω
电压U/V电流I/A
11.00.2
21.50.3
32.00.4
表二
次数电阻R/Ω电流I/A
150.24
2100.20
3150.16
(7)下面表一表二分别是小明和小东各自进行测量额定电压为2.5V同一小灯泡功率的实验收集的数据:
表一
实验
次数
电压
U/V
电流
I/A
电功率
P/W
11.50.160.240
22.50.250.625
32.80.270.756
表二
实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W平均功率P/W
11.20.130.1560.494
22.50.250.625
32.70.260.702
他们完成实验进行相互交流时,小明认为该小灯泡的额定功率为0.625W而小东认为该小灯泡的额定功率为0.494W,你认为小明的说法正确.理由是额定功率是用电器在额定电压下的功率,而不是功率的平均值.

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