小明家里用的电热水器铭牌上标有“220V5**W"的字样,其中额定功率值“5”后面两位数字模糊不清,他想设计一...
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小明家里用的电热水器铭牌上标有“220V 5**W"的字样,其中额定功率值“5”后面两位数字模糊不清,他想设计一个实验测出电热水器的额定电功率。学校实验室中准备的器材有:两节干电池,一只滑动变阻器,三个开关,导线若干。另外还有可供选择的以下器材:
A.电流表A1(量程:0~0.6A,0~3A)
B.电压表V1(量程:0~3V,0~15V)
C.定值电阻R1(阻值为1Ω)
D.定值电阻R2(阻值为100Ω)
E.定值电阻R3(阻值为1000Ω)
若电热水器的电阻Rx保持不变,小明打算利用实验室中的以上器材,设计实验,测量出电热水器的额定功率值。
(一)小明认真思考后,发现不能用“伏安法”来测电热水器的额定功率。他和同学讨论后,发现可以用所学的电学知识进行较准确的测量,这时应选择的实验器材是:两节干电池、一只滑动变阻器、三个开关、导线若干和_________(选填上述“可供选择”的器材前面字母序号即可);
(二)请在虚线框中画出此时的实验电路图(要求:电路不可重组),写出实验步骤及额定电功率的表达式(已知U0=220V)。
(1)实验电路图:
( )
(2)实验步骤:
( )
(3)小灯泡额定电功率的表达式:Px=_______________。
【回答】
(1). B、D (2). (3). 实验步骤如下:
①按如图所示连接电路图,滑动变阻器滑片移动的阻值阻值最大处;②闭合开关S、S2,调节滑动变阻器,使定值电阻R1两端的电压表示数为U1,此时电路中电流为
I=
③保持滑动变阻器滑片不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,记录此时电压表示数为U,此时电热器两端的电压Ux=U-U1,那么根据欧姆定律可得
Rx= (4).
【解析】
【详解】[1]由公式可得热水器电阻
由题意可知热水器的功率范围为500W—599W,因此其电阻最大值为
故该热水器的电阻范围为80.8Ω—96.8Ω,约为100Ω,接在3V电压下,电流约为
电流太小,不能使用电流表精确测出电流大小,所以选择电压表,又因为灯泡电阻约100Ω,
所以定值电阻选择100Ω的规格,即选B、D;
(1)[2]电路图如图所示:
(2)[3]实验步骤如下:
①按如图所示连接电路图,滑动变阻器滑片移动的阻值阻值最大处;②闭合开关S、S2,调节滑动变阻器,使定值电阻R1两端的电压表示数为U1,此时电路中电流为
I=
③保持滑动变阻器滑片不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,记录此时电压表示数为U,此时电热器两端的电压Ux=U-U1,那么根据欧姆定律可得
Rx=
(2)[4]已知电热器的额定电压为U0=220V,因此
知识点:测量小灯泡的电功率
题型:实验,探究题
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