实验09 测量小灯泡的电功率
典例1 (2011年中考·湖南省株洲卷)小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值(已知小灯泡的额定电压为2.5V),实验电路图如图左所示.
(1)按左图所示的电路图,将右图中的电压表正确连入电路(用笔画线代替导线) (2)开关闭合前,滑片P应移到 b (填“a”或“b”)端;实验中,当滑片P移到某一位置时,电流表A和电压表V示数如图所示,则此时小灯泡的阻值为 9 Ω.
(3)小明在实验时,小灯泡突然熄灭,检查发现A的示数为零,V的示数接近电源电压,请你帮小明分析电路的故障可能是: .
(4)若小明同学想用已连好的电路测量小灯泡的额定电功率,请你帮他把主要的实验步骤补充完整:
①移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数; ②用原理 计算出小灯泡的额定电功率.
解析:(1)灯泡额定电压为2.5V,电压表选择0~3V量程,电压表与灯泡并联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如图所示。
(2)闭合开关时,滑片处于最大阻值处,电路电阻最大,电流最小,起到变化电路的作用。电压表选择0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.8V,
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电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.2A,R=
UI?1.8V0.2A?9?.
(3)电流表示数为0,灯泡不亮,可以断定电路断路,电压表有示数,电压表与电源接通,与电压表并联的灯泡断路.
(4)使灯泡在2.5V的额定电压下工作,电压表与灯泡并联,电压表示数为2.5V时,灯泡正常工作,读出此时的电流,根据P=UI计算额定功率.
答案:(1)如解析图所示;(2)b;9;(3)小灯泡处断路;(4)2.5;P=UI.
点评:本题考查了实物图的连接、电压表的使用、滑动变阻器的使用、电压表和电流表的读数、电阻计算、电路故障、额定电压等.涉及到的知识点较多.
典例2 (2011年中考?福建泉州卷)在测定小灯泡的额定功率的实验中.小灯泡的额定电压为2.5V.小灯泡的电阻大约是10Ω,两个规格分别是“l0Ω,1A”、“50Ω,5A”的滑动变阻器.电源电压6V.
(1)本次实验中应选择规格为 的滑动变阻器;图(a)已经连接了部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整.在连接电路前,开关要 .正确连接电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至 _端(填“A”或“B”).
(2)闭合开关后发现电流表指针向左偏转如图(b)所示,产生故障的原因可能是 ,排除故障后,调节滑片的位置,当电压表的示数2.5 V时,电流表的示数如图(c)所示为 A,小灯泡的额定功率是 W.
不改变这个电路,还可以完成的实验有: (写出一个即可). 解析:(1)灯泡正常工作时,电流约为:IL=
ULRL?2.5V10??0.25A,因为滑动变阻器与灯
泡串联,所以滑动变阻器电流为:I=IL=0.25A.所以,滑动变阻器电阻为:R=
UI?U总?UIL?6V?2.5V0.25A?14?“.10Ω 1A”电阻太小,不能满足实验要求,选择“50Ω 5A”
的滑动变阻器.
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灯泡额定电压为2.5V,电压表选择0~3V量程,电压表与灯泡并联,电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出.滑动变阻器已经选定,下面接线柱,任意选择上面接线柱,把滑动变阻器串联在电路中.如图所示.
连接电路前,开关要处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路连通,烧坏元件.滑动变阻器接右半段,滑片移至A端,滑动变阻器连入电路的阻值最大.
(2)电流表指针反偏,电流表的正负接线柱接反了.电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.24A,P=UI=2.5V×0.24A=0.6W,根据R=U/I也能测灯泡电阻。
答案:(1)“50Ω 5A”;如解析图所示;断开;A;(2)电流表的正负接线柱接反了;0.24A;0.6;测灯泡电阻
点评:测灯泡电阻或功率的实验中,根据数据确定电压表、电流表、滑动变阻器的规格是一类题型:电压表的量程一般根据灯泡额定电压或电源电压最小值来确定.电流表的量程根据额定电压和电阻或额定电压和额定功率来确定.滑动变阻器的规格同时考虑电阻和电流,电阻在够用的情况下,尽量要小一些.
典例3 (2011年中考·辽宁阜新卷)在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中:
(1)婷婷正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,观察到电流表示数为0.2A,电压表示数如图甲所示,则定值电阻阻值为 Ω。
(2)婷婷仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗? ,理由是 。
(3)测出电阻后,婷婷将电路中的定值电阻换成了一个额定 电压为2.5V的小灯泡,测量小灯泡的电功率,图乙是婷婷重新连接的不完整的电路,请你用笔代替导线将实物电路连接完整。(要求:滑片P向右移动时,小灯泡变亮)
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(4)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,如果此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)另一实验小组同学,按正确方法完成实验后,分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U—I图像如丁图所示,则表示“定值电阻”的U—I图像的是 (填“甲”或“乙”),这样判断的依据是 。
解析:(1)电压表选择0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为2V,R=U/I=2V/0.2A=10Ω.
(2)只把一次实验测得的阻值作为最后结果是不合适的,因为定值电阻的阻值是不变的,要进行多次测量求平均值来减小误差.
(3)滑片右移,灯泡变亮,电路电流变大,电路电阻变小,滑动变阻器要接入右半段,滑动变阻器要接B接线柱,把滑动变阻器串联在电路中.如图.
(4)电压表测灯泡两端电压,电压表示数为2.5V时灯泡正常工作.电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.3A,P=U'I'=2.5V×0.3A=0.75W.
(5)甲图不变的,电流跟电压成正比,甲是定值电阻,乙图的比值U/I是逐渐增大,乙图表示灯泡电阻.
答案:(1)10 (2)不合适;没有进行多次测量,实验误差大 (3)如图所示 (4)2.5;0.75 (5)甲;定值电阻阻值一定,电流跟电压成正比
点评:本题还考查了电压表和电流表的读数,欧姆定律的应用,如何减小误差,滑动变阻器的使用,功率的计算,图象问题,涉及到的知识很多,综合性很强,增大了解题的难度。本题的难点是通过图象电流跟电压的关系,来确定电阻是否变化,通过电阻是否变化判断定值电阻和灯泡电阻.
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