题目内容

10.小华同学在“测定小灯泡的功率”实验中,所用电源电压为4.5V、7.5V和9V中的一个,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,小灯泡标有“4.5V”字样,估计小灯泡的额定功率小于1.5W.他按如图连接好电路,现将变阻器的滑片移至右端(选填“左”或“右”).然后闭合电键S,再移动变阻器的滑片P,观察到小灯泡发光逐渐变亮(选填“亮”或“暗”).当小灯正常发光时,变阻器的滑片O恰好在中点上(即连入电路的电阻为10Ω).小华所用的电源给电压为7.5V,小灯泡的额定功率为1.35W.

分析 滑动变阻器起保护作用,由此可判断闭合开关前应在哪端;根据滑动变阻器的变阻原理分析滑片移动时的灯亮度变化情况;由“小灯泡标有“4.5V”字样,估计小灯泡的额定功率小于1.5W”可估测灯正常发光电流,根据欧姆定律求出UR、U和灯的额定功率.

解答 解:(1)因为滑动变阻器在电路中起保护作用,闭合开关前连入电阻要最大,所以滑片要在右端;
(2)闭合开关后,向B端移动滑片,连入电阻变小,电流变大,所以灯变亮;
(3)根据题目条件估测:当灯正常发光时,I=I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{1.5W}{4.5V}$=$\frac{1}{3}$A,U2=IR=$\frac{1}{3}$A×10Ω=$\frac{10}{3}$V;
所以电源电压应为:U=7.5V;
(4)U=7.5V,灯正常发光,U1=4.5V
所以U2=U-U1=7.5V-4.5V=3V
U1:U2=3:2=RL:10Ω
由此得:RL=15Ω,
P额=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{(4.5V)^{2}}{15Ω}$=1.35W.
故答案为:右;亮;7.5;1.35.

点评 滑动变阻器在电路中的作用:一是分压保护(闭合开关前,电阻全连入,电路中电流最小);二是变阻调压(通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电阻,从而改变电路中的电流,重新分配电压).

练习册系列答案
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2.某同学在做“测定小灯泡电功率”的实验中,待测小灯上标有“0.3A”字样清晰可见.实验桌上还有若干节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器“10Ω 2A”和“20Ω 2A”各一个、电键和导线等器材可供选择.

(1)该同学选取器材连接如图1所示电路,当他接上最后一根导线时发现小灯几乎不发光;他移动滑动变阻器的滑片P,小灯逐渐变亮,但无论怎样移动滑片P,都无法观察到小灯正常发光.请你在图1中用笔线代替导线将滑动变阻器正确连入电路;并请仔细观察图1和发生的现象,请说明造成这种现象的原因是开关忘记连接到电路中及电源电压太小.
(2)该同学思考后解决了实验中的问题,又重新正确连接电路进行实验,再次闭合电键,观察到电压表示数如图2所示.继续移动滑片,当小灯正常发光时,此时电压表的示数变化了0.2伏.则待测小灯的额定功率为0.75瓦.
(3)完成上述实验后,他将本实验与“用电流表电压表测电阻”实验进行比较,提出“在不增加其它器材的情况下,本次实验是否也可以不用滑动变阻器,而能达到多次测量的目的?”你的观点是:一定要用到滑动变阻器(选填“一定”或“不一定”),理由是每节新干电池的电压为1.5伏,因此电源电压为1.5伏的整数倍,若不用滑动变阻器,则无法使小灯两端的电压为额定电压.

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