题目内容
5.小华测量小灯泡功率的实验,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.(1)实验中所用电压表在未接入电路时表盘如图甲所示,在使用它测量前应进行的操作是调零.
(2)小华连接的电路如图乙所示,其中有一根导线连接错误,导致开关没有闭合时电压表就有读数.请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将其改正.
(3)正确连接电路后,当电压表示数达到额定电压时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为0.65W.
(4)因为灯丝电阻随温度的升高而增大,小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小.P1应大于P2(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(5)老师又拿来了一阻值恒定的电阻元件R1,额定功率P额=6W,但额定电压数据模糊.现提供如下器材:一个蓄电池(电压约为6V)、一个电流表、一个定值电阻R0=10Ω,两个单刀开关、导线若干.请你用上述器材求测出该元件的额定电压.
a、根据实验器材请把你设计的电路图画在图丁方框中.
b、请按照你设计的电路图并且补全以下实验步骤,写出测量的物理量及其对应的符号.
实验步骤:
①连接电路;
②闭合S1,断开S2,记下电流表示数I0(则电源电压为U=I0R0);
③闭合S1和S2,记下电流表示数I;(即为干路电流);
④断开开关,整理器材.
实验结论:U额=$\sqrt{\frac{{P}_{额}{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}}$.(用测量的物理量和已知物理量的符号表示)
分析 (1)所有测量工具使用前都观察零刻度线,不在零刻度线的要调零.
(2)开关连接时必须能够控制整个电路.
(3)当灯泡两端电压为额定电压,读出电流表示数,由P=UI计算电功率.
(4)假设灯泡电阻不变,灯泡电压为额定电压一半,电流为额定电流一半,考虑温度对电阻的影响,判断电流的变化情况,确定功率关系.
(5)要测量电阻的额定电压,知道额定功率,只需要测量出电阻就可以,结合已有器材,设计测量电阻两端电压和电流.
解答 解:(1)电压表使用前观察指针是否指在零刻度线,电压表指针没有指在零刻度线,所以要调零.
(2)开关连接时必须能够控制整个电路,开关应该在电压表外面,连接如图所示.![]()
(3)当灯泡两端电压为额定电压2.5V时,电流表量程0-0.6A,分度值0.02A,电流表示数0.26A,由P=UI=2.5V×0.26A=0.65W.
(4)假设灯泡电阻不变,灯泡电压为额定电压一半,电流为额定电流一半;实际电压越小,灯丝温度越低,电阻越小,电流变大,则大于额定电流的一半,则实际功率P1大于P2.
(5)要测量电阻的额定电压,知道额定功率,只需要测量出电阻就可以;只有一个电流表,没有电压表,需要测量电阻两端电压和电阻的电流,则电流表和R0可以单独工作,电流表需要测量两个电流,应在干路,如图所示电路.![]()
实验步骤②闭合S1,断开S2,记下电流表示数I0(则电源电压为U=I0R0)
③闭合S1和S2,记下电流表示数I;(即为干路电流)
④通过R1电流;I1=I-I0,R1=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$,
R1额定功率:P额=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{R}_{1}}$得U额=$\sqrt{{P}_{额}{R}_{1}}=\sqrt{\frac{{P}_{额}{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}}$
故答案为:(1)调零;(2)如图所示(3)0.65;(4)大于;(5)电路图如图所示;
②闭合S1,断开S2,记下电流表示数I0(则电源电压为U=I0R0);③闭合S1和S2,记下电流表示数I(即为干路电流);$\sqrt{\frac{{P}_{额}{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}}$
点评 本题考查了测小灯泡电功率的实验的电路的连接、电流表的读数、滑动变阻器的使用、灯泡电阻的变化、电路设计,电路设计对学生的综合能力要求较高.
| A. | 一定并联 | B. | 一定串联 | ||
| C. | 不亮的灯一定被短路 | D. | 可能串联也可能并联 |
| A. | 物体吸收了热量,温度可能不变 | B. | 物体温度升高,一定是吸收了热量 | ||
| C. | 温度为0℃的物体没有内能 | D. | 物体内能减少时,一定对外做功 |
| A. | 跳伞运动员在空中匀速下落时机械能守恒 | |
| B. | 拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能 | |
| C. | 核电站发电是将核能转化为电能 | |
| D. | 给电池充电是将化学能转化为电能 |
| A. | 清晨昆虫和植物上露珠的形成是液化现象 | |
| B. | 冬天人们搓手取暖是通过热传递改变手的内能 | |
| C. | 加热水使试管塞子冲出去的过程中发生了能量的转移和转化 | |
| D. | 抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,这是气体的扩散现象 |
| A. | 铅笔芯 | B. | 铜钥匙 | C. | 塑料尺 | D. | 橡皮泥 |