题目内容

(2013?河西区一模)沈仔细同学做“测小灯泡的额定功率”的实验,已知小灯泡的额定电压是2.5V,电源是两节新的干电池,灯丝电阻大约为6Ω,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样.
(1)请你用笔画线代替导线帮他将如图所示的实物电路连接好.要求:电压表、电流表选择合适的量程,滑动变阻器的滑片P向右移动时使连入电路中的阻值减小;
(2)沈仔细同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率,他改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别测得和计算得到如下表所示数据:
实验序号 U/V I/A P/W P额/W
1 2.00 0.38 0.76 P额=
0.76+1.00+1.32
3
≈1.03
2 2.50 0.40 1.00
3 3.00 0.44 1.32
老师认为该同学数据处理过程有误,请你指出错误之处是
把功率的平均值当成额定功率
把功率的平均值当成额定功率
;正确测量结果P额=
1.00
1.00
W;
(3)沈仔细同学操作正确,但通过计算,发现灯丝的电阻随电压升高而增大,请你给他做出合理的解释:
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
.
分析:本题(1)的关键是根据电源电动势大小来选择电压表的量程,根据小灯泡的额定电流选择电流表的量程,根据小灯泡电阻远小于电压表内阻选择电流表的外接法,通过求电路中最大电阻选择变阻器可以用限流式接法.(2)的关键是小灯泡额定功率的含义是在额定电压下消耗的功率,而不是不同电压下功率的平均值.
解答:解:(1)由于电源电动势为3V,所以电压表应选3V量程,对小灯泡由I=
U
R
可得,小灯泡的额定电流为I=
2.5
6
A=0.42V,所以电流表应选0.6A量程,因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又电路中最大电阻为R
 
 
max
=
E
1
3
I
 
A
=
3
1
3
×0.6
A=15Ω,所以滑动变阻器可以用限流式接法,实物连接图如图所示

(2)因为小灯泡消耗的实际功率与小灯泡两端的实际电压有关,不能通过求平均值来求额定功率,所谓额定功率是指在额定电压下消耗的功率,由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以其额定功率应为1.00W.
(3)灯丝的电阻随电压升高而增大,其原因是电压增大温度升高,小灯泡的电阻随温度的升高而增大.
故答案为(1)如图
        (2)把功率的平均值当成额定功率,1.00
        (3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
点评:电学实验中,要通过估算来选择电表和滑动变阻器及其连接方法.
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