小琳想知道一只标明“220V 40W”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大,她设计了图*所示电路原理图,并招来器材动...
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小琳想知道一只标明“220V 40W”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大,她设计了图*所示电路原理图,并招来器材动手实验.
(1)按照如图*所示连接电路,检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电压表和电流表的示数分别如图乙、*所示,此时灯丝电阻为 Ω.
(2)小琳设想如果没有电压表,能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表,于是她设计了如图丁所示电路原理图(R0为阻值已知的定值电阻),连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表示数分别为I1,I2时,灯丝电阻RL= (用R0,I1,I2表示测量结果).
(3)小琳用公式R=计算出灯泡正常发光时的电阻为1210Ω,比(1)中测量的电阻大得多,请你帮助小琳给出合理的解释 .
(4)小琳根据图乙和*的示数,计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差 W.
【回答】
(1)电流表和电压表的正确读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数.
根据电流表和电压表的读数,得出定值电阻两端的电压和通过的电流,根据R=求出电阻;
(2)在不用电压表来测量未知电阻时,应根据电压相等这一等量关系列出方程求解;
(3)如丁图,闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表示数分别为I1,I2时,又因为R0与L并联,所以I2R0=U0=UL,IL=I1﹣I2,可求RL;
(4)根据图乙和*的示数,根据P=UI计算了此时灯泡实际消耗的电功率,再与额定功率做差即可.
【解答】解:(1)电压表使用的是0~15V,每一个大格代表5V,每一个小格代表0.5V,示数是12V.
电流表使用的是0~0.6A,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,示数是0.5A.
由I=可得,R===24Ω;
(2)如丁图,闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表示数分别为I1,I2时,
又因为R0与L并联,所以I2R0=U0=UL,IL=I1﹣I2,
灯丝电阻RL==;
(3)小琳用公式R=计算出灯泡正常发光时的电阻为1210Ω,比(1)中测量的电阻大得多,这是因为正常发光灯丝温度比不发光时高的多,灯丝温度越高电阻越大;
(4)根据图乙和*的示数,计算了此时灯泡实际消耗的电功率:P实=U实I实=12V×0.5A=6W,
已知额定功率P=40W,
灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差:△P=P﹣P实=40W﹣6W=34W.
故*为:(1)24;(2);(3)正常发光灯丝温度比不发光时高的多,灯丝温度越高电阻越大;(4)34.
知识点:电阻的测量
题型:实验,探究题
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