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1、
滾動(dòng)小專題(七) 測量小燈泡的電功率
01 典例精析
(2018·濰坊)要測量一個(gè)額定電壓為3.8 V的小燈泡的功率,小燈泡工作時(shí)的電阻約為10 Ω.現(xiàn)有電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè),規(guī)格分別為“10 Ω 1 A”、“50 Ω 0.5 A”和“500 Ω 0.1 A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè),導(dǎo)線若干,電源(8 V)一個(gè).
圖1 圖2
(1)為完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)該選取規(guī)格為__“50__Ω__0.5__A”__的滑動(dòng)變阻器.
(2)選出合適的滑動(dòng)變阻器后,將實(shí)驗(yàn)器材連成如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng),觀察到的現(xiàn)象是__BD__(多選).
A.小燈泡變亮,電壓表
2、示數(shù)變大
B.電流表示數(shù)為零,小燈泡不亮
C.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
D.電壓表示數(shù)接近8 V,且示數(shù)不變
(3)造成上述現(xiàn)象的原因是其中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請將該導(dǎo)線打上“×”號(hào);并用筆畫線代替導(dǎo)線把它改到正確的位置上.
解:
(4)線路改正后,移動(dòng)滑片,記錄多組電流和電壓,并在坐標(biāo)紙上作出I-U關(guān)系圖象,如圖2所示.由圖可知小燈泡的額定功率為__1.14__W;當(dāng)小燈泡兩端電壓為3 V時(shí),燈泡電阻為__12__Ω.
【拓展訓(xùn)練1】 若實(shí)驗(yàn)中電流表損壞,另增加兩只開關(guān)和一個(gè)定值電阻R0,小明組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖.已知小燈泡的額定電壓為U額,請幫忙完成實(shí)驗(yàn)操作:
3、①閉合__S、S1__,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表的讀數(shù)為__U額__;②斷開S1,閉合S2,保持滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為U1.
小燈泡電功率P額=__·U額__.
甲 乙
【拓展訓(xùn)練2】 利用相同的器材,小紅組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖,已知小燈泡的額定電流為I額,請幫忙完成實(shí)驗(yàn)操作:
①閉合__S、S1__,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表的讀數(shù)為__I額·R0__;②斷開S1,閉合S2,保持滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為U1.
小燈泡電功率P額=__(U1-I額·R0)I額__.
【拓展訓(xùn)練3】 在沒有電壓表的情況下,小剛設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,測出了額定電壓已知
4、的小燈泡的電功率,他的實(shí)驗(yàn)操作如下:
①閉合__S、S2__,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使電流表的讀數(shù)為____;②斷開S2,閉合S1,保持滑片P位置不變,讀出電流表的示數(shù)為I1.
小燈泡電功率P額=__(I1-)U額__.
丙 丁
【拓展訓(xùn)練4】 在沒有電壓表的情況下,小強(qiáng)在小剛的方案上稍作修改,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路,測出了額定電流已知的小燈泡的電功率,他的實(shí)驗(yàn)操作如下:
①閉合S、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使電流表的讀數(shù)為I額;②斷開S2,閉合S1,保持滑片P位置不變,讀出電流表的示數(shù)為I1.
小燈泡電功率P額=__(I1-I額)R0·I額__.
02 專題訓(xùn)練
1.(2018
5、·秦皇島海港區(qū)模擬)某實(shí)驗(yàn)小組用伏安法測量小燈泡的電功率,待測小燈泡的額定電壓為2.5 V.
(1)連接的電路如圖甲所示,其中有一根導(dǎo)線接錯(cuò)了,請?jiān)诮渝e(cuò)的導(dǎo)線上打“×”,并把它改接到正確的位置上.
解:
(2)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于__斷開__狀態(tài),閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移至最__右__(填“左”或“右”)端.
(3)檢查電路連接無誤后,閉合開關(guān)S,燈泡較暗,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù).產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是__電壓表損壞__.
(4)故障排除后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過移動(dòng)滑片記錄了多組數(shù)據(jù),并作出了如圖乙所示的I-U圖象.據(jù)圖可知小燈泡的額定功率為__0.75__W.
(5)若
6、將圖甲中小燈泡換成定值電阻,其他元件不變,下列實(shí)驗(yàn)中可完成的是__B__.
A.探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
B.探究電流與電壓的關(guān)系
C.探究電流與電阻的關(guān)系
【拓展】將該小燈泡與一個(gè)10 Ω的定值電阻串聯(lián)后接入電壓為3 V的電源兩端,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率是__0.2__W.
2.小明做測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn).器材有:一個(gè)電源(電壓保持不變)、兩個(gè)小燈泡、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、電流表和電壓表各一個(gè)、開關(guān)、導(dǎo)線若干 .
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖所示的實(shí)物電路連接完整.
解:
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移到最__右__(填“左”或“右”)端.
(3)小明將
7、L1和L2分別接入如圖所示的電路中,進(jìn)行測量,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象已記錄在下面的表格中.實(shí)驗(yàn)過程中更換實(shí)驗(yàn)器材時(shí),斷開開關(guān)后,用L2替換L1的同時(shí),還必須要進(jìn)行的操作是__電壓表更換大量程__.
電壓表示數(shù)
U1/V
電流表示數(shù)
I1/A
小燈泡的
亮度
L1
1
1.5
0.20
較暗
2
2.5
0.30
正常
3
3.0
0.32
更亮
L2
4
3
0.18
較暗
5
3.5
0.20
正常
6
4.0
0.22
更亮
(4)燈泡L2的額定功率為__0.7__W.小明從數(shù)據(jù)中還發(fā)現(xiàn),小燈泡的電阻不是固定不變的,你認(rèn)
8、為影響燈泡電阻的因素是__溫度__.
【拓展】在兩次實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器兩次接入電路的阻值之比為10∶9,則電源電壓為__5__V,L2正常發(fā)光時(shí),L2的電功率與滑動(dòng)變阻器的電功率之比為__7∶3__.
3.(2018·襄陽)小芳到實(shí)驗(yàn)室做“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí),老師只給她提供了如下器材:標(biāo)有“3.8 V”字樣的小燈泡、電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、兩個(gè)電壓表V1和V2(沒有電流表)、阻值為10 Ω的定值電阻R0、導(dǎo)線若干.她根據(jù)所給定的器材經(jīng)過認(rèn)真思考后設(shè)計(jì)了正確的實(shí)驗(yàn)電路,如圖甲是該電路的不完整電路圖.
(1)請你將圖甲中電路圖補(bǔ)充完整.
解:
(2)閉
9、合開關(guān)后,為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表V1的示數(shù)為__3.8__V,此時(shí)電壓表V2的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為__0.76__W.
(3)她還進(jìn)一步設(shè)計(jì)出了如圖丙所示電路圖測量小燈泡額定功率,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表A2的示數(shù)為__0.38__A時(shí),再讀出電流表A1的示數(shù),即可計(jì)算小燈泡的額定功率.
(4)小明說,利用丙圖,把R0更換成未知電阻Rx,把小燈泡的額定電流和額定功率當(dāng)作已知條件(燈絲電阻隨溫度而變化),可以測出未知電阻Rx的阻值.方法為:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表A1的示數(shù)為__0.2__A時(shí),讀出電流表A2的示數(shù),即可計(jì)算Rx的阻值.
4.
10、(2018·西寧)在測量額定電壓為3.8 V的小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)連接了如圖甲所示的電路(電源電壓4.5 V保持不變,電路元件完好,接線柱接線牢固).
(1)在未檢查電路連接是否正確的情況下,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表的示數(shù)將__變化__,電壓表的示數(shù)將__不變__.(填“變化”或“不變”)
(2)檢查電路發(fā)現(xiàn)一處錯(cuò)誤,指出連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線是__d__(填“a”“b”“c”或“d”).
(3)排除故障后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),分別記下了多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制了如圖乙所示的I-U圖象.某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表的示數(shù)為__0.18__A,此時(shí)小燈泡的電阻
11、是__10__Ω;當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),它的額定功率是__1.064__W.
(4)若實(shí)驗(yàn)過程中電壓表的大量程損壞,在不添加任何器材的情況下,請你在虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)能測量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)電路圖.
解:
5.(2018·保定二模)小明測量額定電壓為2.5 V的小燈泡的電功率.
(1)如圖甲所示,小明所接的實(shí)驗(yàn)電路存在連接錯(cuò)誤,但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線,即可使電路連接正確.請你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法.
解:
(2)改正錯(cuò)誤后,在閉合開關(guān)前,小明應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到__A__(填“A”或“B”)端.
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí)
12、,小燈泡達(dá)到額定功率,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為__0.65__W.
(4)若在實(shí)驗(yàn)中,不慎將電壓表和電流表互換了位置,其他連接正確,則小燈泡將__不亮__(填“不亮”“很亮”“正常發(fā)光”或“燒毀”).
(5)測出小燈泡的額定功率后,小明又把小燈泡兩端的電壓調(diào)為額定電壓的一半,發(fā)現(xiàn)測得的實(shí)際功率不等于其額定功率的,請你幫助分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是__小燈泡的電阻隨溫度的降低而減小__.
【拓展】完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明進(jìn)行了反思,如果剛才電壓表被損壞了,能不能換成其他的實(shí)驗(yàn)器材來完成實(shí)驗(yàn)?zāi)?,?jīng)過思考,他用了一個(gè)已知阻值為R0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān),借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材
13、,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,也測出了燈泡的額定功率,請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點(diǎn)“1”,移動(dòng)滑片,使電流表的示數(shù)為____;
②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)“2”,保持滑片的位置不變,讀出電流表的示數(shù)I;
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=__2.5__V×(I-)__.(用已知量和測量量表示)
6.(2018·包頭)小聰利用如圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5 V的小燈泡的額定功率.
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實(shí)物圖連接完整,要求滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮.
解:
(2)連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表示數(shù)不為零,電壓表示數(shù)為零
14、,則故障可能是小燈泡__短路__.
(3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是__0.6__W.在實(shí)際測量中,電壓表有示數(shù)時(shí)內(nèi)部有微弱的電流通過,如果考慮這個(gè)微弱電流的影響,則所測小燈泡的額定功率偏__大__.
(4)利用如圖丙所示的電路也可以完成該實(shí)驗(yàn),請完成下列填空(電源電壓不變,R1和R2為滑動(dòng)變阻器,R2的最大電阻為R0).
①只閉合開關(guān)S和S1,調(diào)節(jié)__R2__,使電壓表的示數(shù)為2.5 V.
②只閉合開關(guān)__S、S2__,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的示數(shù)仍為2.5 V.
③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端,記下電壓表的示數(shù)為U1;再將R2的滑片P調(diào)至最右端,記
15、下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=____(用U額、R0、U1、U2表示).
7.(2018·攀枝花)小明同學(xué)利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率,設(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的實(shí)物電路.
(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)S1前,應(yīng)將滑片P移到滑動(dòng)變阻器的__B__(填“A”或“B”)端.
(2)閉合開關(guān)S1,將單刀雙擲開關(guān)S2扳向“1”,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I1,如圖乙所示,I1=__0.2__A.
(3)將開關(guān)S2扳向“2”,保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變,調(diào)節(jié)變阻箱的阻值R,使電流表的示數(shù)仍為I1,此時(shí)R=5 Ω;則步驟(2)中小燈泡的電阻R1=__5__Ω.這種測量小燈泡電阻的方法是__等效替代法__(填“控制變量法”或“等效替代法”).
(4)步驟(2)中小燈泡的實(shí)際功率P1=__0.2__W.
(5)若小燈泡的額定電流為I0=2I1,以下關(guān)于燈泡額定功率P0與實(shí)際功率P1的數(shù)值關(guān)系,你認(rèn)為最有可能的是__D__.
A.P0=2P1 B.P0=3P1
C.P0=4P1 D.P0=5P1
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