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文档简介

专题27测量小灯泡的电功率(基础部分)

一、基础知识梳理

1.用电器的额定电压与额定功率

用电器正常工作时的电压叫做额定电压,在额定电压下的功率叫做额定功率。正常工作时的电流

叫做额定电流。

(1)例如日光灯上标有“220V40W”,220V是额定电压,40W是额定功率。

(2)手电筒用小灯泡上往往标有额定电压与额定电流。例如一小灯泡上标有“2.5V0.3A”字样,

表示该小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.3A。

2.用电器的实际电压与实际功率

如果加在用电器两端的电压不是额定电压,则用电器的功率也不是额定功率,此时用电器两端的

电压叫做实际电压,用电器的功率叫做实际功率,用电器不能正常工作(选填“能”或“不能”)。

3.学生实验:测量小灯泡的电功率

【实验目的】测量小灯泡在不同电压下的电功率。

【实验器材】电源、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、小灯泡和导线。

【实验原理】P=Uh

【电路图】

【实验步骤】

①根据电路图连接实物。连接实物时,必须注意:开关应断开,滑动变阻器的滑片处于阻值最大

位置(图中右端)。

②检查电路无误后,闭合电键S,要进行三次实验:使小灯泡两端的电压箱高工额定电压、箜王

额定电压、和稍低于额定电压,分别记录电压、电流值,注意观察三种情况下的发光情况。

③将每次测得的电压和电流填在实验表格内,并求出其电功率的大小,填入表中(把第一行填写

完整),同时观察小灯的发光情况。

勿理量电压电流电功率灯的发光

序号(伏)(安)(瓦)情况

1

2

3

④分别计算出小灯泡在三种情况下的电功率。

【分析讨论】

①当。实三U额时,.〈/;小灯发光偏暗;

②当U实二U额时,P实>P领;小灯发光偏亮;

③当U实-U额时,P实二P额,小灯发光正常发光。

二、“测量小灯泡的电功率”要点分析

1.知道小灯泡所标字样的物理意义

一般情况下小灯泡上面均标有电压与电流值。例如有一小灯标有“2.5V0.2A”的字样,“2.5V”表

示该灯的额定电压,即小灯正常发光时的电压为2.5V;“0.3A”表示该灯的额定电流,即小灯正常发光

时的电流为0.3A。额定功率户额等于额定电压U额与额定电流/额的乘积:P额=U额/额。

2.电路连接

(1)会根据要求画出正确的电路图。

(2)会用笔画线代替导线连接电路器材,需注意:

①电压表与小灯在联,电流表里联在电路中;

②电流从电表的“+”接线柱流入,“一”接线柱流出;

③闭合电键时,滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置;

④电表量程的选择(根据小灯的额定电压和额定电流选择)。若使用小量程,可以减小测量误差。

3.会根据实验现象,判断电路故障

有些题目会考察电路故障及器材连接使用问题。会根据电流表与电压表的示数和小灯发光情况等现

象分析电路故障,大多是发生在小灯和滑动变阻器上,但个别情况下其他元件也会发生故障。

(1)注意一些题目中考查滑动变阻器的使用问题:

①滑动变阻器使用错误:把铜棒上的两个接线柱接入电路,则连入电路中的阻值为旦;把电阻线

圈上的两个接线柱接入电路,连入电路中的阻值为变阻器的最大阻值,且不能改变。

②滑动变阻器与待测电阻并联;

(2)电压表串联在电路中,电流表并联在某一元件两端;

(3)待测电阻(或滑动变阻器)发生短路、断路;

4.正确选择实验器材

综合考虑小灯的额定电压、额定电流、电源电压及滑动变阻器的最大电阻值等因素。

(1)电源电压的选择:必须高于小灯的额定电压。

(2)滑动变阻器最大阻值的选择:闭合电键时,当连入电路中的阻值最大时,应使小灯两端的电压

低于额定电压,小灯发光偏暗。

5.电路计算

综合运用串联电路的特点、欧姆定律、电功率等知识进行计算。

(1)对电路分析计算时,注意以下几种状态:

①正确连接电路并规范操作。“正确连接电路”是指:电压表与小红并联;“规范操作”是指:闭合

开关时,滑动变阻器连入电路中的阻值为最大值,此时小灯发光偏暗(或不亮),两电表的示数均较

4;,这属于正常现象。

②移动滑动变阻器的滑片到某一位置时(中点或其他位置时),小灯正常发光,电流表、电压表的

示数分别为额定电流与额定电压;

③继续移动滑动变阻器的滑片到另一位置时(中点、端点或其他位置时),小灯发光偏亮,两表的

示数均大于额定电流与额定电压。

(2)记住一节新的干电池的电压为犬。几节干电池串联时的电压:f/=1.5VX«

(3)计算不同情况下电路中的电流时要用滑动变阻器两端的电压除以其连入电路的阻值来计算。

因为小灯的电阻随其电流的增大而增大,计算时不能认为灯的电阻不改变。

6.注意的一些问题

(1)测量小灯泡电功率进行三次测量的目的与伏安法测电阻实验进行三次测量的目的区别:

“测量小灯泡电功率”进行三次实验是使小灯泡在不同电压下发光,计算三种情况下小灯的电功

率,观察发光情况。

“伏安法测电阻”实验进行三次是为了取平均值,减小误差。

(2)滑动变阻器的作用

①闭合电键前滑动变阻器的滑片处于最大阻值位置是起保护作用。

②在实验过程中移动滑片的目的是改变小灯两端的电压,使小灯两端的电压在稍低于额定电压、

等于额定电压和稍高于额定电压,分别计算出在三种情况下的电功率,并观察三种情况下的发光情况。

(3)一些修饰词语的物理含义:

①例如:小灯发光“偏暗”是指小灯两端的电压低于额定电压,实际功率小于额定功率。

②小灯发光“偏亮(耀眼)”是指小灯两端的电压大王额定电压,实际功率大于额定功率,灯容易烧

坏。

③“连接电路”;“正确连接电路”;“正确串联电路等”。

(4)会根据题目中提供的信息估测有关的物理量(判断电表的量程、电源电压或滑动变阻器的

阻值等)。

7.常见几种电路

(1)正确连接的电路(图1):指电压表与小灯并联;移动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示

数同时变大或同时变小。

(2)电压表与变阻器并联(图2):移动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示数一个变大另一个

变小。

(3)两个电压表分别与小灯、滑动变阻器并联(图3),或一个电压表先后与小灯泡、滑动变阻器

并联。此时,若滑动变阻器的滑片不变时,电源电压为两表示数之和。

(4)两个电压表分别与小灯(或滑动变阻器)、电源并联(图4)。当移动滑动变阻器的滑片时,与

电源并联的电压表的示数不变。

三、例题分析

【例题1]为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的电功率。

(1)请根据如图所示器材,面出实验电路图,并连接实物电路:

(2)当按电路图连接实物电路时,开关应______,在闭合开关前要把滑动变阻器的滑片P移到

____________的位置;

(3)本实验至少要节干电池,用调节小灯泡两端的电压,电压表应和并联,

为了提高测量的准确程度,最好选用_______量程。

(4)判断小灯泡正常发光的方法是:o

(5)移动滑片P,改变小灯两端端的电压和通过的电流,将下表中空缺的栏目填写完整:

实验次数电压(V)电流(A)——

1

2

3

由实验可以证实当小灯泡两端的实际电压大于额定电压时,灯的实际电功率于额定电功

率,灯变;当灯的实际电压小于额定电压时,灯的实际电功率于额定电功率,灯变一;

当实际电压______于额定电压时,灯的实际电功率等于额定电功率,此时灯(选填“能”或“不

能”)正常发光。当小灯泡两端的实际电压为L5V时,电流表的示数为0.12A,小灯泡的实际电功率

为o

(6)如果电表完好,电流表有读数,而电压表没有读数,可能发生的故障是,如果电

压表有读数,而电流表没有读数,可能发生的故障是o

(7)如果无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变化且灯光较暗,原因是

(8)实验中,闭合电键,小灯发光,但无论如何调节滑动变阻器,电压表的示数都达不到灯泡的

额定电压值,可能的原因是()

A.滑动变阻器最大阻值太大B.电压表量程太大

C.电源电压太低D.灯泡灯丝断开

【答案】(1)略;(2)断开;阻值最大(右端);(3)2;滑动变阻器;小灯泡;0〜3V;

(4)判断小灯泡正常发光的方法是当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光;(5)电功率

(瓦),小灯发光情况;大;亮;暗;等;能;0.18;(6)小灯短路;小灯断路或小灯断路且滑动变

阻器短路;(7)滑动变阻器用了下面电阻线上的两个接线柱;(8)Co

【解析】(1)注意电压表与小灯并联;

(2)当按电路图连接实物电路时,开关应断开,在闭合开关前要把滑动变阻器的滑片P移到阻值

最大的位置;

(3)因为小灯的额定电压为“2.5V”,所以本实验至少要2节干电池,用滑动变阻器调节小灯泡两

端的电压,电压表应和小灯并联,为了提高测量的准确程度,最好选用0〜3V量程,闭合开关后发现

小灯小灯泡两端的电压只有2V,这时滑动变阻器的滑片户应向左端移动(减小连入电路的阻值),使

电压表的示数为2.5V,若此时电流表的示数为0.2A,则该灯泡的额定功率为

p=U灯1=25伏x0.2安=0.5瓦。

(4)判断小灯泡正常发光的方法是当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光;

(5)空缺的栏目:电功率(瓦),小灯发光情况;

实验证实了当小灯泡两端的实际电压大于额定电压时,灯的实际电功率大于额定电功率,灯变

亮;当灯的实际电压小于额定电压时,灯的实际电功率小于额定电功率,灯变暗;当实际电压等于额

定电压时,灯的实际电功率等于额定电功率,此时灯能正常发光。

当小灯泡两端的实际电压为1.5V时,电流表的示数为0.12A,小灯泡的实际电功率为

P=C7=1.5伏xO」2安=0.18瓦。o

(6)如果电表完好,电流表有读数,而电压表没有读数,可能发生的故障是小灯短路;如果电压

表有读数,而电流表没有读数,可能发生的故障是小灯断路或小灯断路且滑动变阻器短路。

(7)如果无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变化且灯发光较暗,原因

是滑动变阻器用了下面电阻线上的两个接线柱。

(8)实验中,闭合电键,小灯发光,但无论如何调节滑动变阻器,电压表的示数都达不到灯泡的

额定电压值,可能的原因是电源电压太低。

【例题2】在“测定小灯泡的电功率”的实验中,请完成空格处的内容。

①实验原理:。

②小华同学在实验中所用电源电压为4.5伏,滑动变阻器上标有“20Q2A”字样,小华观察到

小灯泡上标有“2.5V”字样,当把变阻器的滑片P移至中点时,电压表的示数正好是2.5伏,则小灯泡

的额定功率为瓦。

③继续移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表的示数如图5所示,这时小灯泡的实际功率为

瓦。再移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表和电流表示数逐渐变小,同时小灯泡不亮,则

灯泡不亮的原因是。

图4图5

【答案】(1)P=UI;(2)0.5;(3)0.384;实际功率太小.

【解析】(1)“测定小灯泡的电功率”的实验原理是尸=5

(2)滑动变阻器与灯泡串联,当把滑片P移至中点时,连入电路的阻值R=R总/2=20Q/2=10。,电

压表的示数正好是2.5伏,滑动变阻器两端电压UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V,

灯泡的额定电流:/额=/R=%/R=2V/10Q=0.2A,

灯泡的额定功率:P=UJsi=2.5Vx0.2A=0.5W;

(4)此时电压表是小量程,其分度值是0.1V,故此时的示数是2.4V;此时电流表也是小量程,

其分度值是0.02A,其示数是0.16A;

故此时的实际功率是尸实=U/=2.4VxO.l6A=0.384W,再移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表和

电流表示数逐渐变小,即此时实际功率变小,灯泡的亮度取决于实际功率,故此时灯泡不亮.

【例题3】小红做“测定小灯泡的电功率”实验,实验室提供了若干节干电池,滑动变阻器有A、

B两个待选(A标有“10。1A”字样、B标有“20。2A”字样),待测小灯标有“0.3A”字样。实验器

材齐全且完好。她选用了三节干电池和变阻器A,正确连接电路进行实验。

①测定小灯的额定功率需要观察并记录的两个物理量是和。实验中,可根据

观察到的现象,判定该小灯正常发光。

②小红发现闭合电键后,移动变阻器的滑片,小灯发光始终较亮。为测出该小灯的额定功率,她

设想对实验器材进行调整,可能的调整方案有:

方案;方案二:。

【答案】①额定电流;额定电压;电流表示数为0.3安;②减少干电池的节数;换B变阻器。

【解析】①测定小灯泡的额定电功率实验中,由P=0可知,在实验中要观察并记录的两个物理

量是小灯泡的额定电压和额定电流;由题知待测灯泡上标有“0.3A”字样,这是它的额定电流,所以当

电流表示数为0.3A时,灯泡正常发光;

②由题知,移动变阻器的滑片,小灯发光始终较亮,当变阻器的阻值最大时,说明通过灯泡的电

流大于额定电流,为了降低灯泡电流从而使灯泡正常发光,可以降低电源电压,即减小干电池节数;

为了减小电流,还可以增大电路中电阻,所以可以将滑动变阻器A换成滑动变阻器B进行实验。

四、综合训练

1.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材齐全且完好,待测小灯标有“2.5V”字样,电

源电压有2伏和4伏两档,滑动变阻器有“5。2A”、“10。1A”两个可选。

①小华应选用的电源电压为伏档。

②小华选择一个滑动变阻器并正确连接电路进行实验。实验中,他判定该小灯正常发光的依据

是0当小灯正常发光时,他观察到电流表的示数如图所示。请通过计算求出该小灯的额

定电功率并判断所选滑动变阻器的规格。。

—0.63

7、°

【答案】①4。②观察到电压表示数为2.5V;0.5瓦,“10C1A”。

【解析】①待测小灯标有“2.5V”字样,电源电压应该大于2.5伏,故应选用的电源电压为4伏档。

②实验中,判定该小灯正常发光的依据是观察到电压表示数为小灯的额定电压2.5V。

当小灯正常发光时,电流表的示数0.2安,小灯泡的额定功率为

P=W=2.5Vx0.2A=0.5W

此时变阻器的电阻为R=U"1.5V/0.2A=7.5。,所选滑动变阻器的规格为“10。1A”。

2.小林和小王同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中,待测小灯上标有“0.3A”字样清晰可

见。实验桌上还有若干节新干电池、电流表、电压表、标有“20。2A”的滑动变阻器、电键和导线

等器材可供选择。

①实验电路如图4所示,请在图中的。内填入电表,使之成为正确的电路。

②判断小灯泡正常发光的方法是:。

③实验中,小林同学正确连接电路,且操作正确。闭合电键S后,观察到电压表示数为2伏,电

流表示数为0.2安,他移动滑片,当小灯正常发光时,此时电压表的示数变化了1.5伏。则电源电压为

伏,待测小灯的额定功率为一瓦。

图4

④小王同学认为,在该实验中,为提高精确度,可以把电压表与滑动变阻器并联,你觉得有道理

吗?理由是»

⑤实验后,小林同学认为在上述实验中如果减少一节新干电池后,也能完成此实验。你觉得这种

说法正确吗?o理由是。

【答案】①见下图;②当观察到电流表的示数为0.3安时,小灯正常发光;③6;1.05;④有道理;

因为电源电压为6伏,小灯正常发光时,两端的电压为3.5伏,变阻器两端的电压是2.5伏,可以用0〜3

伏的量程,把电压表与滑动变阻器并联,提高精确度,所以有道理。⑤正确;原来电源电压为6伏,减

去一节干电池后为4.5伏,略高于小灯的额定电压3.5伏,所以可以完成实验。

【解析】①电流表与小灯串联,电压表与小灯并联;

②待测小灯上标有“0.3A”字样为额定电流,当观察到电流表的示数为0.3安时,小灯正常发光;

③正确连接电路,且操作正确,闭合电键S后,变阻器连入电路的电阻R=20欧,其两端的电压

为UR=/R=0.2安X20欧=4伏,电压表示数为灯两端电压2伏,所以电源电压

U=UL+UR=2伏+4伏=6伏

移动滑片时,减小了变阻器的阻值,故电流表、电压表的示数都变大,当小灯正常发光时,此时

电压表的示数变化了1.5伏,即小灯的电压增加了1.5伏,得出小灯的额定电压为

UL=2伏+1.5伏=3.5伏。

小灯的额定功率为代"灯/=3.5伏x0.3安=1.05瓦

④因为电源电压为6伏,小灯正常发光时,两端的电压为3.5伏,电压表用的是0—15伏的大量程,

变阻器两端的电压是2.5伏,可以用0—3伏的量程,把电压表与滑动变阻器并联,提高精确度。所以有

道理。

⑤小灯的额定电压为伍=3.5伏,而若干节新干电池的电压是1.5伏的倍数,所以减少一节新干电

池后电源电压为4.5伏高于灯的额定电压3.5伏,也能完成此实验。

3.小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验。器材齐全、完好,电源电压为1.5伏的整数倍,小

灯标有“2.2V”字样,滑动变阻器标有“5Q1A”字样。小明正确连接电路且操作规范,请在图17

(a)方框中画出该同学的电路图o当滑片在变阻器某一端点的电表示数如图17(b)所示,则

根据相关信息求出电源电压为伏。当小灯正常发光时变阻器的滑片恰好位于中点处,小明判断

【答案】电路图见下;3;当电压表示数为2.2伏时,小灯正常发光;0.704瓦。

【解析】当滑片在变阻器某一端点,小灯两端的电压为L6伏,电流为0.28安,应该在阻值最大

的一端;变阻器两端的电压UR=/R=0.28AX5Q=1.4V,

电源电压U=UR+UL=1.4伏+L6伏=3伏。

当电压表示数为2.2伏时,小灯正常发光;电流/额=/滑(3伏-2.2伏)/2.5欧=0.32安

小灯泡的额定功率为尸额=U额/额=2.2伏xO.32安=0.704瓦。

4.小张同学做“测定小灯泡电功率”实验,所用电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20。

2A”字样,他按图(a)正确连接电路。闭合电键后,电流表示数为0.16安,电压表示数为1.3伏。移

动滑片P时,观察到小灯逐渐变(选填“暗”或"亮”),当滑片移至中点处时(连入电路的电

阻为10欧),小灯恰能正常发光,此时电压表指针的位置如图(b)所示。则被测小灯的额定电压应为.

伏,理由是,小灯的额定电功率是瓦。

s

【答案】亮;2.5,0.5瓦。

【解析】①移动滑片尸时,因为变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,所以观察到小

灯逐渐变亮;

闭合电键时,变阻器两端的电压UR=/R=0.16AX20Q=3.2V,

电源电压U=UR+UL=32伏+1.3伏=4.5伏,

②当滑片移至中点处时,小灯恰能正常发光,额定电压为UL=2.5伏;

此时变阻器连入电路的阻值7?=10欧,两端的电压UR=U-UL=4.5伏-2.5伏=2伏,

电流I=UR/R=2伏/10欧=0.2安,

小灯泡的额定功率为P=U/=2.5VxO.2A=0.5W。

5.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材:电源、小灯(标有“2.5V”字样)、滑

动变阻器(“20。1A”或“10。2A-)、电压表、开关及若干导线,所有器材均完好。

小华正确连接电路,并将滑片置于变阻器一端。闭合开关,小灯一闪随即熄灭,电压表的示数如

图(a)所示。接着小华更换相同规格的小灯重新实验,他正确连接好电路,并将滑片置于变阻器一

端,闭合开关后,电压表、电流表的示数如图(b)、(c)所示。接着他移动变阻器的滑片,观察到

小灯逐渐变亮,电压表示数逐渐变大。当小灯正常发光时,滑片P的位置恰好在中点上(即变阻器连

入电路的电阻为最大阻值的一半)。

【答案】①他在操作中存在的问题是,闭合开关前滑动变阻器滑片在电阻值最小的一端;②4.5,

滑动变阻器规格为“10。2A”;③1瓦。

【解析】①正确连接电路,并将滑片置于变阻器一端。闭合开关,小灯一闪随即熄灭,是小灯的

灯丝烧断,发生断路,他在操作中存在的问题是闭合开关前滑动变阻器滑片在电阻值最小的一端;

②闭合开关,小灯一闪随即熄灭,灯丝烧断,发生断路,所以电压表的示数为电源电压4.5伏。

重新正确连接好电路,并将滑片置于变阻器一端,小灯两端的电压班=1.5伏,

变阻器两端的电压UR=U-UL=4.5伏-1.5伏=3伏

Rmax=S?〃=3伏/0.3安=10欧,滑动变阻器规格为“10。2A”

③小灯正常发光时,滑片P的位置恰好在中点上,R=5欧,

UR=U-UL=4.5伏-2.5伏=2伏

额定电流I=U/R=2伏/5欧=0.4安

小灯的额定功率为:P=UR1=2.5伏xO.4安=1瓦。

6.某小组同学做“测定小灯泡的电功率”的实验,所用电源电压为6伏、电压表、电流表、小灯上

标有“3.8V0.3A"、三个滑动变阻器分别标有“5。3A”、“10。2A"、“20。1A”的字样、电

键,导线若干。实验时,小涛同学认为:电压表应选用0〜15伏,电流表选用0〜0.6安,滑动变阻器应选

用“5。3A”的。

①你认为小涛同学器材选择是的。(选填“合理”、“不合理”)

②经过讨论,同学们通过正确的连接和调节滑片后,测出的三次数据记录在下表中:

实验次数灯泡两端电压(伏)电流(安)

13.00.26

23.80.3

34.50.32

则小灯泡的额定功率为瓦。所选用的滑动变阻器是o

③小涛的同学小峰认为不用滑动变阻器也可以完成“测定小灯泡电功率”实验,你认为小峰的建

议(选填“可行”、“不可行”),你的理由是:o

【答案】①不合理;②1.14;10。2A;③不可行;无法调节灯泡两端电压到灯泡的额定电压.

【解析】(1)由实验序号2可知小灯正常发光,此时滑动变阻器两端电压:

UR=U-UL=6V-3.8V=2.2V,

此时滑动变阻器接入电路的阻值:R=UR〃=2.2V/0.3Ax7.33。,

滑动变阻器选择“5。3A”不合理,应选择“10。2A”或“20C1A”的滑动变阻器。

(2)由表中实验数据可知,灯泡额定电压3.8V对应的电流为0.3A,灯泡额定功率:

尸=U/=3.8Vx0.3A=1.14W;

由实验序号1可知,灯两端的电压为3伏时,电流为0.26安,变阻器的阻值为

R=U//=3伏/0.26安=11.5欧,故选用的是“20。1A”的滑动变阻器。

(3)灯泡在额定电压下的功率是额定功率,由题意可知,不用滑动变阻器不能把灯泡两端电压调

节到额定电压3.8V,不能测量小灯的额定功率,因此小峰的建议不合理。

7.某小组同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,电源电压6伏并保持不变,且有若干标有

“3.8V”字样的相同的小灯泡,电流表表盘如图所示。

①正确连接电路后,闭合电键,小灯泡发出耀眼的光,约3秒后熄灭了,此时电流表示数为

安,电压表示数为伏。

②于是他们断开电键,接着更换并调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。

③闭合电键,调节滑动变阻器滑片的位置,部分实验数据如下表所示:

实验序号电压(伏)电流(安)

12.00.33

23.01.80

33.80.40

观察表中数据,你认为表格中第行第列的数据是错误的,正确的数据是o

【答案】①0;6;②小灯泡;③3;3;0.36o

【解析】①正确连接电路,闭合电键,小灯泡发出耀眼的光,约3秒后熄灭,说明小灯两端的电

压高于额定电压太多,小灯被烧坏,发生断路。此时电流表示数为0,电压表示数为电源电压6伏。

②小灯两端的电压高于额定电压太多,小灯被烧坏,说明滑动变阻器的最大阻值过小或电源电压

太大,他们断开电键,接着更换小灯泡并调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。

③滑动变阻器滑片的位置时,电流与电压应该是同时变大,观察表中数据第二次实验,电流1.8安

是错误的,原因是读数时,读了大量程,实际的电流为1.8安/5=0.36安。

8.小汇做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材齐全且完好。电源有两个(电压分别为4伏、6

伏)、待测小灯(标有“2.5V”字样)、滑动变阻器有(A:“5Q3A”和B:“10Q2A")两种规格。他选

择器材正确连接电路后,移动滑片使变阻器连入电路的电阻最大,闭合电键时,发现小灯发光较刺

眼,电流表的示数如图所示。

①此时电流表的示数安,所用的滑动变阻器(选填"A”或"B”)。

②为了测出小灯泡的额定电功率,接下来的主要实验操作是:o

③若小灯正常发光时的电流为0.3安,则小灯的额定功率为瓦。

【答案】①0.32;B»②换用4伏电源,闭合电键,将滑动变阻器滑片向电阻变小处滑动,观察到

电压表示数为2.5伏时,读出电流的大小。③0.75瓦。

【解析】①此时电流表的示数0.32安;

变阻器连入电路的电阻最大,发现小灯发光较刺眼,说明灯两端的电压大于2.5伏,此时变阻器两

端的电压UR=/R=0.32AX5Q=L6V,或UR'=IR'=0.32Axl0n=3.2V,

电源电压U=UR+UL=1.6伏+2.5伏=4.1伏

或U'=UR'+依=3.2伏+2.5伏=5.7伏。

故电源电压为6伏,滑动变阻器的规格为B:“10。2A”。

②为了测出小灯泡的额定电功率,接下来的主要实验操作是:换用4伏电源,闭合电键,将滑动

变阻器滑片向电阻变小处滑动,观察到电压表示数为2.5伏时,读出电流的大小。

③小灯泡的额定功率为P=W=2.5Vx0.3A=0.75Wo

9.小金同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有器材:电源(电压3伏、6伏、8伏三档)、电

流表、电压表、标有“3.5伏”字样的待测小灯、滑动变阻器、电键及导线若干。他选择实验器材连接

电路进行实验。先将滑动变阻器的滑片置于某一端,闭合电键后,两电表均有示数,但小灯泡的亮度

偏暗。然后他再将滑片移到另一端时,发现小灯几乎不发光,此时电压表、电流表的示数如图所示。

①根据题中的信息,判断出小金实验过程中存在两个问题:

问题;问题二:o

②小金经过思考后,纠正了错误重新实验。当滑动变阻器的滑片移动到中点位置时,观察到小灯

泡正常发光,求小灯泡额定功率(写出计算过程)。

【答案】①选用的电源电压太小,为3伏;闭合电键之前,把滑片放置在滑动变阻器阻值最小值

的一端。②0.875W;1.575Wo

【解析】①将滑动变阻器的滑片置于某一端,闭合电键后,两电表均有示数,但小灯泡的亮度偏

暗,然后他再将滑片移到另一端时,发现小灯几乎不发光,说明:选用的电源电压太小;闭合电键之

前,把滑片放置在滑动变阻器阻值最小值。

②将滑片移到另一端时,发现小灯几乎不发光,此时电压表的示数为1伏、电流表的示数为0.1

安,因为电源电压为3伏。所以滑动变阻器的最大电阻Rmax=U〃=(3伏-1伏)/0.1安=20欧,

当电源电压U=6V时,

产额="额/额=3.5Vx0.25A=0.875W

当U=8V时,I额=1变中=UMR=(8V-3.5V)/10Q=0.45A

P额=U额/额=3.5Vx0.45A=1.575W

10.小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用电源电压不变,滑动变阻器上标有“20。

2A”字样,小灯标有“0.3A”字样,估计小灯的额定功率在1.2瓦以上。实验时他正确连接了电路并

严格按照正确的实验步骤,闭合电键时,变阻器接入电路的电阻为欧,电压表示数如图

(a)所示,电流表示数为0.2安,此时小灯发光较暗。为了测出小灯泡的额定功率,他移动变阻器的

滑片,当电流表的示数等于安时,小灯正常发光,此时电压表的示数如图(b)所示,小灯泡

正常发光时的电压为伏,小王同学在实验中所用电源的电压为伏,小灯泡的额定功率为

_____o

【答案】20欧;0.3安;4.5;6;1.35o

【解析】①正确连接电路并严格按照正确的实验步骤,闭合电键时,变阻器接入电路的电阻为最

大值20欧;

②估算小灯泡的额定电压约为U=P〃=1.2W/0.3A=4V,所以小灯两端的电压应该为U灯=2伏,滑

动变阻器两端的电压UR=IR=0.2安X20欧=4伏,电源电压U=UR+UL=2.2伏+2.3伏=6伏。

③当电流表的示数等于0.3安时,小灯正常发光,此时小灯的额定电压为4.5伏,

灯泡的额定功率为P=W=4.5Vx0.3A=1.35Wo

11.小黄同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为定值)、待测小灯泡(标有

“0.25A”字样)、电流表、电压表(只有。〜3伏档完好)、滑动变阻器(标有“20。1A”字样)、电

键及导线若干。小灯的额定功率估计为0.9瓦左右。该同学正确连接电路,实验步骤正确。当闭合电健

时,电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安。接着他边思考便实验,同时对电路进行调整,直至小

灯正常发光。

①求电源电压。(写出过程)

②观察到电流表示数为0.25安时,电压表示数如图所示,此时电压表读数为伏。

③请根据相关信息,求出小灯的额定电功率。(本小题需写出计算过程)。

【答案】①6伏;②2.5;③0.875瓦。

【解析】①正确连接电路,实验步骤正确。当闭合电健时,变阻器连入电路的阻值R=20欧,灯两

端的电压。灯=2伏,电流/=0.2安。电源电压U源=[/灯+。1<=。"+小=2伏+0.2安x20欧=6伏。

②小灯的额定功率估计为0.9瓦左右,额定电压约为Uo=Po/Io=O.9瓦/0.25安=3.6伏,

而此时电压表的示数为2.5伏,故电压表并联在滑动变阻器两端,其电压为UR=2.5伏。

U额=UXUR=6伏一2.5伏=3.5伏

产额=。额/领=3.5伏xO.25安=0.875瓦

12.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压有2、4和6伏三档)、电流表、电压

表和开关各一个,滑动变阻器(分别标有“20欧2安”、“100欧1安”字样)、待测小灯泡(标有

“2.2伏”字样),以及导线若干。小华选择其中一个滑动变阻器,正确连接电路,进行实验。实验

中,当滑动变阻器滑片P在中点附近某位置时,电压表和电流表的指针位置如图(a)、(b)所示;

然后他仅移动变阻器滑片P,发现小灯正常发光时电流表指针自图(b)位置转过三小格;接着继续操

作完成实验。

①实验中电压表所选的量程为伏。

②判断图(b)中电流表的示数及选用的滑动变阻器。(需写出计算过程)

③该小灯额定功率为瓦。

【答案】①0一3;②0.24安,变阻器为“20欧2安”;③0.66瓦。

【解析】①电压表的示数为1.4伏或7伏(舍去),所以电压表所选的量程为0-3伏;

②电路中最大电流约为

/最大=。滑最大/我滑=(U最大一U灯)/R产(6伏一1.4伏)/10欧M.46安

与1.2安差异太大,故电流表示数1=0.24安

计算变阻器的最大阻值

7?潸="潸〃=(U—UQ〃

所以R产(6伏一1.4伏)/0.24安司9.2欧

或R肝(4伏一1.4伏)/0.24安*10.8欧

故所用变阻器为“20欧2安”

③小灯正常发光时电流表指针自图13(b)位置转过三小格;则小灯的额定电流为

/额=0.24安+0.06安=0.3安

产额=U额/额=2.2伏x0.3安=0.66瓦

13.小佳同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用实验器材完好,电源电压为1.5伏的整数

倍,小灯标有“2.5V”字样,两个滑动变阻器分别标有“10Q2A"、“20Q2A”字样。小佳同学正确连

接电路,实验步骤正确,闭合电键时,小灯亮度较暗,电流表、电压表的示数如图(a)、(b)所示。

(a)(b)(c)

①闭合电键时,电压表的示数为伏,理由是o

②请通过计算判断电源电压及实验中所用滑动变阻器的规格。

③他移动滑片继续实验,当小灯正常发光时,电流表示数如图17(c)所示,估计小灯的额定功

率在0.6〜0.9瓦之间,求小灯的额定功率。(请写出计算过程)

【答案】①1.7伏;闭合电键时,小灯亮度较暗,U灯<2.5伏;②“20。2A”;③0.75瓦。

【解析】①闭合电键时,电压表的示数为1.7伏;闭合电键时,小灯亮度较暗,[/灯<2.5伏。

②若R滑最大=10欧,则U滑潸=0.14安X10欧=1.4伏

U=U灯+U滑=1.7伏+1.4伏=3.1伏(不合题意,舍去)

若R滑最大=20欧,则U滑滑=0.14安x20欧=2.8伏

U=U灯+U滑=1.7伏+2.8伏=4.5伏

所以,电源电压为4.5伏,所用滑动变阻器规格为“20。2A”

③因小灯额定功率在0.6-0.9瓦之间,

/额=2额/。额=0.6〜0.9瓦/2.5伏=0.24〜0.36安

所以小灯泡正常发光时,所以电流表示数为0.30安,

产额=U额/额=2.5伏xO.30安=0.75瓦

14.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材齐全且完好。电源电压有2、4、6和8伏

四档,待测小灯为标有“2.5V”、“4.5V”字样中的一个,滑动变阻器有“10Q2A”和“5Q3A”两种规

格。小华选用电源的电压为6伏档,正确连接电路且使变阻器连入电路中的电阻最大,闭合电键时,小灯

发光较刺眼,两电表指针所处位置如图(a)、(b)所示。

(a)

①判断所用滑动变阻器的规格并说明理由。

②为了完成实验,小华拟对已有的电源档位或滑动变阻器规格进行调整,请分析其可行性,并写出具

体的调整方案。—

③调整好后,小华重新按正确方法进行实验。当小灯正常发光时,电流表指针所处位置如图15(c)

所示。请通过计算求出小灯的额定功率。

【答案】①U滑=U总一[/灯=6伏一2.8伏=3.2伏R滑=1/滑〃=3.2伏/0.32安=10欧,所以变阻器

规格为“10Q2A”。②由于使用“10C2A”变阻器,当连入电路电阻最大时,U灯最小大于。额,因此不

能换“5O3A”变阻器。因为U灯=2.8伏时小灯发光较刺眼,所以U额小于2.8伏应为2.5伏,应将

电源换4伏档。③0额="额/额=2.5伏x0.2安=0.5瓦。说明:答案合理均得分。。

【解析】①正确连接电路,即变阻器与灯串联,电压表测灯的电压,且使变阻器连入电路中的电

阻最大,两电表指针所处位置如图(a)、(b)所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流

大小为0.32A;

电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.8V;

小华选用电源的电压为6伏档,闭合电键时,小灯发光较刺眼,说明灯两端的电压大于额定电

压,

U灯=2,8伏,故灯的额定电压为2.5V,由串联电路的规律和欧姆定律可得,变阻器连入电路中的电

阻为:

尺滑=(U-Uv)//=(6伏-2.8伏)/0.32安=10。,故选用的滑动变阻规格为“10。2A”;

②灯在额定电压下正常发光,在(1)中,当变阻器的最大电阻连入电路中时,灯的实际电压仍大

于灯的额定电压2.5V,说明变阻器的最大电阻太小,故只能选用电源的电压为4伏档;

③当小灯正常发光时,电流表指针所处位置如图(c)所示,由(1)知灯发光较刺眼时的电流为

0.32A,故正常发光时的电流一定小于0.32A,由图(c)知,电流表应选用小量程,分度值为0.02A,

电流大小为0.2A,则灯的额定功率为:Pffi=UIL=2.5Vx0.2A=0.5Wo

15.小王做“测定小灯泡电功率”实验,现有电源(电压保持不变)、待测小灯、电压表、电流

表、滑动变阻器(“20。1A")、电键及导线若干,其中待

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