题目内容

15.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4V,小灯泡额定电压为3V、电阻约为10Ω.

(1)小明同学移动滑片P,甚至改变了电压表的量程,记下10组对应的电压表和电流表的示数,并把这10组数据以10个点的形式记录在如图乙所示的坐标中,根据坐标中的信息,可计算出当小灯泡正常发光时滑动变阻器的功率是0.75W.
(2)由小明同学的实验记录,我们可以发现小明同学在做实验时,出现的问题是滑动变阻器阻值过小.
(3)小明利用图乙中电压1.5伏时的相关数据求出电阻值,再根据P0=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$,计算灯泡的额定功率,结果发现计算值与真实值相差较大,原因是灯丝电阻受温度的影响.
(4)测量结束后,应断开开关,先拆除电源两端的导线,再拆除其它导线.

分析 (1)根据表格中的数据,计算出功率;
(2)根据图象结合灯泡两端的电压值进行分析;
(3)灯丝电阻受温度的影响;
(4)电源两极不可以直接用导线连接;实验结束后,应将先拆除电源,然后再拆除其余导线.

解答 解:(1)由图象知,当灯泡两端的电压为3V时,电流为0.25A,所以P=UI=3V×0.25A=0.75W;
(2)由图象的第10个点,电压表示数等于电源电压,电流表的示数为零,说明灯泡发生了断路,是由于滑动变阻器阻值过小造成的.
(3)电压不同时,灯泡的功率不同,则灯丝的温度不变,灯泡的电阻会发生变化,故利用图乙中电压1.5伏时的相关数据求出电阻值,再根据P0=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$,计算灯泡的额定功率时的结果发现计算值与真实值相差较大;
(4)实验结束后,应将先将电源拆除,确保电路不会形成通路.
故答案为:(1)0.75;(2)滑动变阻器阻值过小;(3)灯丝电阻受温度的影响;(4)电源.

点评 此题是测定“小灯泡电功率”的实验,考查了电流表、电压表的连接及连接电路过程中应注意的问题;同时考查了电阻、电功率的计算,根据图象分析出所需的电压、电流值是解决此题的关键所在.

练习册系列答案
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4.一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10Ω.小明想测量它的额定功率.现有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器2个,导线若干.

(1)小明设计了图甲所示电路,他应选用规格为“50Ω0.5A”的滑动变阻器.
(2)图乙是小李连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(3)小李移动滑片,获得多组对应的电压、电流值,绘出如图丙所示的I-U图象,则小灯泡的额定功率为0.5W,正常发光时的电阻为12.5Ω.当滑片向左移动时,小灯泡的电阻值将增大(选填“增大”或“减小”).
(4)完成实验后,小明又利用其他器材对这只小灯泡的额定功率进行了测定.图丁是他设计的电路,其中的“”为变阻箱符号,变阻箱不但能像滑动变阻器一样调节变阻,还能读出任何时候的电阻值,请补充完整实验步骤并写出测定额定功率的表达式.
实验步骤:
①首先闭合S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②断开S1,闭合S2,保持变阻器的滑片P不动,调节电阻箱,使电压表的示数为2.5V,记下此时电阻箱的示数为R;p=$\frac{(2.5V)^{2}}{R}$.

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