九年級(jí)物理上冊(cè) 第十五章《電能與電功率》缺表變通測(cè)量電功率 (新版)粵教滬版.doc
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缺表變通測(cè)量電功率 測(cè)量小燈泡的電功率是一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn),近幾年不少地方缺電流表(或電壓表)測(cè)電功率的考題經(jīng)常出現(xiàn),這對(duì)同學(xué)們運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力提出了較高的要求,下面結(jié)合考題進(jìn)行分析。 圖1 一、等流法測(cè)小燈泡的額定功率 例1 (xx蘇州)在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,已連接的部分電路如圖1所示。圖中電源電壓恒定,小燈泡上只能看到“3.8V”字樣。 (1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖中的實(shí)物電路連接完整。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞,他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)。于是向老師要了一個(gè)阻值為R0的定值電阻(阻值適當(dāng))和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)(符號(hào)為: ),借助原有的實(shí)驗(yàn)器材,順利完成了實(shí)驗(yàn)。假如由你來(lái)做該實(shí)驗(yàn),要求電路只連接一次,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 ①在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。 ②簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟:________________________________________________ _____________________________________________(用相應(yīng)的字母表示測(cè)出的物理量)。 圖2 ③寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額=_____________(用已知量和測(cè)量的物理量表示) 解析 (1)伏安法測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn),電壓表與小燈泡并聯(lián)測(cè)燈泡兩端電壓,因?yàn)樾襞蓊~定電壓為“3.8V”,電壓表量程應(yīng)選“0~15V”,電流表與燈泡串聯(lián),測(cè)量通過(guò)燈泡的電流,滑動(dòng)變阻器接法“一上一下”,實(shí)物連接圖如圖2所示。 圖3 (2)①?zèng)]有電流表,不能直接測(cè)量出小燈泡正常工作時(shí)的電流,只能借助阻值已知的定值電阻R0想辦法獲得小燈泡正常工作時(shí)的電流。由于串聯(lián)電路中電流處處相等,可以把燈泡與定值電阻和滑變串聯(lián),先用電壓表確定小燈泡正常發(fā)光,再用電壓表測(cè)出定值電阻兩端電壓,求出通過(guò)定值電阻的電流,即小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流,然后由求出燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖3所示。 ②實(shí)驗(yàn)步驟:a.根據(jù)電路圖連接電路,閉合開(kāi)關(guān)S1,S2接1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為3.8V。 b.保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,S2接2,讀出電壓表示數(shù)U。 ③通過(guò)燈泡的電流: 燈泡的額定功率: 點(diǎn)評(píng) 在有電壓表,無(wú)電流表的情況下測(cè)燈泡額定功率,設(shè)計(jì)思路是利用單刀雙擲開(kāi)關(guān)和定值電阻,結(jié)合串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn),調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓,小燈泡正常發(fā)光,然后借助單刀雙擲開(kāi)關(guān),測(cè)出燈泡和定值電阻的總電壓,即可得到定值電阻兩端的電壓,可求出通過(guò)定值電阻的電流,即小燈泡的額定電流。 二、等壓法測(cè)小燈泡的額定功率 例2 (xx揚(yáng)州)在測(cè)“3.8V”小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中: (1)連接的實(shí)物電路,如圖4甲所示。閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到_____(選填“A”或“B”),其作用是_________________________。 (2)對(duì)照實(shí)物電路,補(bǔ)充完整圖4乙的電路圖。 圖4 乙 甲 A 2 - 0.6 3 V 2 - 3 15 A B (3)圖5所示電路中(R阻值已知),無(wú)電壓表也能測(cè)出該燈泡額定功率的是________。 A B C D 圖 5 圖6 解析 (1)由圖4甲的實(shí)物圖可知,滑變接的右下端的接線柱,為保護(hù)電路,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大位置處,即遠(yuǎn)離右下端的A端。 (2)根據(jù)實(shí)物電路圖,圖4乙虛線框內(nèi)所缺元件是滑動(dòng)變阻值器,完整電路圖如圖6所示。 (3)沒(méi)有電壓表,無(wú)法直接測(cè)量電壓,應(yīng)將電阻與燈泡并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路各支路的電壓相等,當(dāng)電阻R兩端的電壓為3.8V時(shí),通過(guò)它的電流為,所以電流表的接法中即能直接單獨(dú)測(cè)出電阻的電流,又能間接測(cè)出通過(guò)燈泡的電流。A圖中無(wú)法得知小燈泡是否正常發(fā)光,不正確;B圖無(wú)法得知燈泡兩端的電壓是否為3.8V,也不正確;C圖中電流表可直接與電阻串聯(lián),根據(jù)可得知兩端的電壓是否為3.8V,又可測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流,C正確;D圖電路在接法上無(wú)法確定小燈泡是否正常發(fā)光,不正確。正確答案選C。 點(diǎn)評(píng) 在有電流表,無(wú)電壓表的情況下,要想讓小燈泡正常發(fā)光,必須借助并聯(lián)電路各支路電壓相等的特點(diǎn),調(diào)節(jié)滑片,使通過(guò)定值電阻的電流為,這樣定值電阻兩端的電壓便是3.8V,表明小燈泡正常發(fā)光。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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