题目内容

5.在“测量小灯泡的功率”的实验中,小明和小红使用的器材中小灯泡的规格不同,其他器材规格相同,小灯泡的额定电压可能是“1.5V”、“2V”或“2.8V”,小灯泡额定功率相差不大.
(1)本实验的原理是P=UI;
(2)如图甲所示是小明没有连接完的实物电路,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,要求滑片向右滑动时灯泡变暗.
(3)小明正确连接好电路并将滑动变阻器的滑片放在了最大处,闭合开关后,记录了第1组数据;当小灯泡正常发光时记录了第2组数据;当把滑动变阻器的滑片移到一端时,小灯泡刚发出很强的光后立即熄灭了,此时记录了第3组数据.三组数据如表所示,则他们所用的电源电压为3.0V,滑动变阻器的最大阻值为10Ω,小明所用的小灯泡的额定功率为0.44W.
 物理量实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡亮暗程度
 1 1.3 0.17 暗
 2 2.0 0.22 正常发光
 3 3.0 0 不发光
(4)小红实验时,当她连接后最后一根导线立即看到小灯泡发出明亮的光,请你帮助小红找出实验中两个操作不当之处:
①连接电路时开关没有断开;
②没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置.
(5)小红改正了错误操作,连接好了电路,当小红所选用的小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,为1.5V.而滑动变阻器的滑片恰好在中点上,此时滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω,小红所选用的小灯泡正常发光时的电流为0.3A.

分析 (1)测量小灯泡电功率实验的原理是P=UI;
(2)滑动变阻器按以上一下的原则串联在电路中,滑片向右滑动时灯泡变暗说明接入电路中的电阻变大,即左下方接线柱必须接入电路中;
(3)①小灯泡刚发出很强的光后立即熄灭时电路断路,电压表测电源的电压,根据电压表的示数可知电源的电压;
②闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处,由表中数据可知灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
③灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出其大小;
(4)为了保护电路,连接电路时开关要断开,滑片P置于使连入电阻最大的位置.
(5)根据电源的电压确定电压表的量程,然后根据分度值读出图乙的示数,小红和小明使用的器材除灯泡外其它都相同,利用小明的第一次实验求得滑动变阻器的最大阻值,求得滑片中点时接入电路的电阻和电压,求得滑动变阻器电流即灯泡电流.

解答 解:(1)本实验的原理是:P=UI;
(2)滑动变阻器的左下方接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示:

(3)①小灯泡刚发出很强的光后立即熄灭时电路断路,电压表测电源的电压,则电源的电压为3.0V;
②闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处,由表中数据可知灯泡两端的电压UL=1.3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U-UL=3.0V-1.3V=1.7V,
由I=$\frac{U}{R}$可得,滑动变阻器的最大阻值:
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.7V}{0.17A}$=10Ω;
③小明所用的小灯泡的额定功率:
P额=U额I额=2.0V×0.22A=0.44W;
(4)当他连接完最后一根导线,立即看到灯泡发出明亮的光,说明:①连接电路时开关没有断开,②没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置;
(5)电源的电压为3V,则电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,图乙的示数为1.5V,
则滑动变阻器两端的电压:
U滑′=U-UL′=3.0V-1.5V=1.5V,
此时,滑动变阻器接入电路的电阻:
R滑′=$\frac{1}{2}$R滑=$\frac{1}{2}$×10Ω=5Ω,
因串联电路电流处处相等,
所以,电路中的电流:
I′=$\frac{{U}_{滑}′}{{R}_{滑}′}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A.
故答案为:
(1)P=UI;
(2)如上图所示;
(3)3.0;10;0.44;
(4)①连接电路时开关没有断开;②没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置;
(5)1.5;5;0.3.

点评 本题的很多已知条件都不是直白的,而是隐含在实验数据中,需认真挖掘:
①通过灯泡两端电压超过灯泡额定电压时,烧坏灯泡,电压表串联在电路中测量电源电压,获得电源电压值;
②通过闭合开关时,滑动变阻器滑片处于最大阻值处求得滑动变阻器最大电阻;
③通过小红和小明使用的器材相同,求得小红实验时滑动变阻器的电流即灯泡正常工作时的电流.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网