测量“小灯泡的电功率”,小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,所提供的器材有:电流表、电压...
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测量“小灯泡的电功率”,小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V)、开关各一个,滑动变阻器(“5Ω,2A”、“20Ω,1A”)两个,导线若干.
(1)小明没有连接完的实物电路,如图1所示,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整.
(2)小明选用的滑动变阻器的规格为 .
(3)闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图2所示,读数为 V,小灯泡的额定功率为 W.
(4)小红没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小明的相同,也测出了小灯泡的额定功率.
①请在图3虚线框内画出她设计的电路图.
②写出实验步骤:实验步骤 .
③写出测定额定功率的表达式:P额= .
【回答】
【考点】电功率的测量.
【分析】(1)根据定律求出灯两端的电压值范围确定电压表量程与灯并联;
(2)求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值,根据该阻值选择滑动变阻器.
(3)根据电压表量程由图2所示电压表确定其分度值,读出电压表示数,由P=UI求出灯泡额定功率;
(4)没用电压表,要测量小灯泡的额定功率,关键要测出灯正常发光时的电压大小,
将灯泡与滑动变阻器串联,用电流表测流过电路的电流,通过移动的滑片,当电流表示数为0.3A时,灯正常发光;
保持滑片位置不动,然后利用开关将灯短路,再测出此时通过变阻器的电流I,则在电源电压已知的情况下,由欧姆定律,可求出灯正常发光时的变阻器连入电路中的电阻大小;
在第一次*作中,由欧姆定律,可求出灯正常发光时变阻器的电压大小,由串联电路电压的特点,求出灯的额定电压,然后由P=UI求出灯泡额定功率.
【解答】解:(1)电路电流为灯泡额定电流0.3A时,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,由U=IR可知,灯泡两端电压约为
3V~4.5V,电压表选用大量程,实物图的连接如下图1,
(2)此时,由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端电压U滑=U﹣U灯=6V﹣U灯,
滑动变阻器两端电压约为3V﹣1.5V,小灯泡的额定电流为0.3A,由R=可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值约为10Ω﹣5Ω,则滑动变阻器应选择“20Ω 1A”;
(3)电压表量程是0~15V,由图乙可知,电压表分度值是0.5V,电压表示数是4V,
灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W;
(4)①电路图如图2所示;
②:Ⅰ、按电路图2连接实物图:
Ⅱ、闭合开关S1、断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A;
Ⅲ、滑片位置不动,闭合开关S1、S2,读出电流表示数I;
Ⅳ、求灯泡额定功率.
③灯泡额定功率:
a、滑动变阻器接入电路的阻值R滑=;
b、滑动变阻器两端的电压U滑=0.3A×R滑=0.3A×=V;
c、灯泡两端电压U灯=U﹣U滑=6V﹣V;
d、灯泡额定功率P额=I灯U灯=0.3A×(6V﹣V)
故*为:
(1)如图1所示;
(2)“20Ω1A”
(3)4;1.2;
(4)①如图2所示;
②断开开关,按照电路图连接好实物,并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处;
②Ⅰ、按电路图2连接实物电路图,并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处;
Ⅱ、闭合开关S1、断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A;
Ⅲ、滑片位置不动,闭合开关S1、S2,读出电流表示数I;
Ⅳ、求灯泡额定功率.
③0.3A×(6V﹣V)
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题
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