题目内容

16.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒定,如图1所示.
(1)闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视电压表的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,则灯泡的额定功率为1.52W.
(2)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的电路,也测出了灯泡的额定功率.请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为3.8V;
②再将开关S2拨到触点1(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$(用已知量和测量量表示).

分析 (1)测灯泡额定功率时闭合开关,移动滑动变阻器滑片,眼睛注视着电压表示数,当电压表示数等于灯泡额定电压时记下电流表示数;由图示电流表确定其量程与分度值,读出其示数,然后由P=UI求出灯泡额定功率.
(2)当灯泡两端电压等于额定电压时,灯泡正常发光,因此先让电压表测量灯泡两端电压,使灯泡正常发光,然后测量出灯泡和定值电阻两端的电压,再结合串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的电流,最后根据P=UI表示出灯泡的额定功率.

解答 解:(1)闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视电压表的示数,直至灯泡正常发光;由图示所示电路图可知,电流表量程为0~0.6A,由图2所示电流表可知,其分度值为0.02A,示数为0.4A,则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W.
(2))①闭合开关Sl,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为3.8V;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U.
③由于串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡正常发光时,定值电阻R0两端的电压为U=3.8V,由欧姆定律可得,此时通过灯泡的电流:I=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$;灯泡额定功率的表达式:P额=UI=$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$.
故答案为:(1)电压表;1.52;(2)①2;3.8;②1;③$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$.

点评 本题考查了电源的确定、电流表读数、求功率、判断灯泡电阻如何变化、完善实验步骤等问题;对店里边读数时要先确定其量程与分度值,然后读出其示数,读数时视线要与刻度线垂直.

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