高考物理一轮复习知识点讲义 专题103 测量电功率创新实验(教师版+学生版)

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名称 高考物理一轮复习知识点讲义 专题103 测量电功率创新实验(教师版+学生版)
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文件大小 1.6MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2023-01-26 17:41:07

文档简介

专题103 测量电功率创新实验
电功率是电器的重要参数,可以利用简单的元件设计电路测量电器的实际电功率。
最新高考题精选
1. (2021重庆高考)(9分)某兴趣小组使用如图1电路,探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系,其中P为电阻箱,R0是阻值为37.9kΩ的定值电阻,E是太阳能电池,是电流表(量程0~100μA,内阻2.10kΩ)
(1)实验中若电流表的指针位置如题图2所示,则电阻箱P两端的电压是 V。(保留3位有效数字)
(2)在某光照强度下,测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,由该曲线可知,M点对应的太阳能电池的输出功率是 mW。(保留3位有效数字)
(3)在另一更大光照强度下,测得U——R关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的输出功率 (选填“较小”、“较大”),由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为 mW。(保留3位有效数字)
【参考答案】(1)2.48(2)40.5(3)较大
【名师解析】(1)根据电流表读数规则,电流表读数是I=62.0μA=6.20×10-5A。电阻箱P两端的电压是U=I(rg+R0)=6.20×10-5×(2.10+37.9)×103V=2.48V。
(2)M点对应的电压U=1.80V,电阻R=80.0Ω,太阳能电池的输出功率P=U2/R=4.05×10-2W=40.5mW。
(3)与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的电压较大,由P=U2/R可知,曲线②中太阳能电池的输出电功率较大。由图像②可知,太阳能电池电动势为E=2.80V,太阳能电池的内阻随外接电阻R的增大而减小,可估算出当R=30Ω时电池内阻约为30Ω,太阳能电池输出功率最大,最大输出电功率P=E2/4R=0.0667W=66.7mW。
2. (2019年4月浙江选考)小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率的电路。
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的____导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图所示,则电流为____A,此时小灯泡的功率为____W
(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是____
A.0.08A B.0.12A C.0.20A
【参考答案】 (1). 1点至4点 (2). 0.30 (3). 0.75 (4). C
【名师解析】
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是1点至4点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路;
(2)由表盘刻度可知,电流表读数为0.30A;则灯泡的额定功率:P=IU=0.30×2.5W=0.75W;
(3)若灯泡电阻不变,则由,解得I1=0.12A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值越小,则通过灯泡的电流要大于0.12A,则选项C正确;故选C.
3. [2015·福建理综,19(2)]某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
②某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为________A;
③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将________只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为________W(保留两位小数)。
【名师解析】 ①实物接线图见答案;②由图知电流表量程为0.6 A,所以读数为0.44 A;③电源内阻为1 Ω,所以当外电路总电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,即小电珠的总功率最大,此时外电路电压等于内电压等于1.5 V,由图丙知当小电珠电压等于1.5 V时电流约为0.38 A,此时电阻约为R==3.95 Ω≈4 Ω,并联后的总电阻为1 Ω,所以需要4个小电珠并联,小电珠消耗的总功率约为P== W=2.25 W。
【参考答案】 ①连线如图 ②0.44 ③4 2.25
4.(2015·山东理综,22)如图9所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流I0,R为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图10所示的U-I关系图线。
图9
图10
回答下列问题:
(1)滑动触头向下移动时,电压表示数________(填“增大”或“减小”)。
(2)I0=________A。
(3)RL消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。
【名师解析】 (1)滑动触头向下移动时,RL阻值减小,则总电阻减小,由于总电流不变,因此总电压变小,则电压表读数变小。
(2)由电路图可知:I0=I+,即U=I0R-IR,由U-I图线可知,I0R=20,R=k= Ω=20 Ω,则I0=1.00 A(0.98~1.01均正确)。
(3)RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2,则当I=0.5 A时,功率的最大值为Pm=5 W。
【参考答案】 (1)减小 (2)1.00(0.98~1.01均正确) (3)5
最新模拟题精选
(2022河北邢台重点高中质检)某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。
甲同学要描绘一个标有“,”的小灯泡的伏安特性曲线,除导线和开关外,还有下列器材可供选择:
:电压表量程,内阻为
:电流表量程,内阻约为
:电流表量程,内阻约为
:滑动变阻器
:滑动变阻器
:电阻箱
:直流电源电动势,内阻不计
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______填器材前的代号。虚线框内已画出实验电路图的部分器材的符号和接线,请将电路补充完整要求:电路中所用符号必须规范。
乙同学分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线如图所示。他用图所示的电路给三个元件分别单独供电,测出给元件和元件供电时的电流和电压值,标在图上,分别是点和点,由此可得给元件单独供电时,电源总功率______结果取两位有效数字。
【参考答案】(1)C D 电路如图
(2)0.20
【名师解析】:(1)灯泡的额定电流,则电流表应选C;
为方便实验操作,滑动变阻器应选D.
描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器采用分压式接法;
灯泡的电阻,电流表内阻约为,电压表内阻约为3kΩ,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,因此该实验电路图应设计成分压电路、电流表外接。
(2)将电阻等效到电源的内部,连接、两点并交于横轴和纵轴,该图线为电源外电压与电流的关系图线如图,
此时元件3的电流和电压分别为:I’=0.2A,U’=1.0V,则给元件3单独供电时,电源总功率P’=U’I’=0.20W。
2.(2021安徽阜阳六校联盟联考)某同学要用给定的实验器材描绘一个小电风扇(符号用“”表示)的伏安特性曲线,该电风扇铭牌上标注的电压为6V、功率为3.6W,电风扇内部线圈电阻恒定。有下列器材可供选用:
A.电流表A1(量程为0~6mA,内阻为60Ω)
B.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻为1Ω)
C.电流表A3(量程为0~3A,内阻为0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器R2(最大阻值500Ω,额定电流0.3A)
F.定值电阻R(阻值940Ω)
G.电池组E(电动势为9V,内阻小于1Ω)
H.开关和导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”),测量电风扇电流的仪表应选用 (选填“A1”、“A2”或“A3”)。
(2)为了调节方便,测量的准确度较高,且要求电风扇两端的电压能从零开始调节至正常工作,请在图甲的虚线框中画出设计的实验电路图,并将所选器材的符号标注到电路图中;
(3)正确设计、连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变加在电风扇上的电压,记录两电流表的读数I1、I2,作出I2——I1关系图像如图乙所示,则电风扇正常工作时输出的机械功率为 W(结果保留两位有效数字)。
(4)用另一电源E1(电动势为4.0V,内阻0.5Ω)和阻值为1.5Ω的定值电阻R0与电风扇连接成图丙所示的电路,此时电风扇的电功率为 W(结果保留两位有效数字)。
【参考答案】(1)R1 A2 (2)如图 (3)2.7 (4)1.5
【名师解析】(1)描绘一个小电风扇的伏安特性曲线,需要将滑动变阻器连接成分压接法,所以实验中所用的滑动变阻器应选用阻值范围较小的“R1”。根据电风扇铭牌上标注的电压为6V、功率为3.6W,可知电流最大为0.6A,所以测量电风扇电流的仪表应选用量程为0.6A的“A2”。
(2)可以选用内阻已知的量程为6mA的电流表“A1”串联. 定值电阻R(阻值940Ω)作为电压表,滑动变阻器连接成分压接法。设计的实验电路图如图。
(3)当电流表A1读数为I1=6mA时,电风扇两端电压为U= I1(rA+R)=0.006×(60+940)V=6V,对应的电流I=0.6A,电风扇输入电功率P=UI=3.6W,由图乙可知,当I1小于1mA时,图像为直线,说明电风扇没有转动,可以视为纯电阻,当I1=1mA时,电风扇两端电压为U= I1(rA+R)=0.001×(60+940)V=1V,对应的电流I2=0.4A,可得电风扇内阻r=U/I2=2.5Ω,内阻r消耗电功率Pr=I2r=0.62×2.5W=0.9W,电风扇正常工作时输出的机械功率为P机械=P- Pr=3.6W-0.9W=2.7W。
(4)对图丙所示电路,电风扇两端电压用U= I1(rA+R)表示,由闭合电路欧姆定律,E= I1(rA+R)+I2(r0+R0),变化为I2=E-I1=2-500I1,在图乙图像中画出I2=2-500I1的图线,两图像的交点(3mA,0.5A),对应的电风扇两端电压U= I1(rA+R)=0.003×(60+940)V=3V,电流I2=0.5A,此时电风扇的电功率为P=U I2=3×0.5W=1.5W。
3. (2021年高考河南适应性考试)一小灯泡上标有“5V 2.5W”的字样,现用实验研究此灯泡的伏安特性曲线,实验室有如下器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻约5kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻约25kΩ)
C.电流表A1(0~300mA,内阻10Ω)
D.电流表A2(0~800mA,内阻约6Ω)
E.定值电阻R0(阻值10Ω)
F.滑动变阻器R(阻值0~10Ω)
G.电源E(电动势12V,内阻约1Ω)
H.开关S一个、导线若干。
实验要求能够实现在0~5V的范围内对小灯泡的电压进行测量,并能测量多组数据。
(1)实验时,为了使测量尽量准确且能满足实验要求,实验中应选用的两个电表分别是______、______;(填对应器材前的字母)
(2)请利用(1)中选择的电表,在图甲所示的虚线框内画出实验电路图;______(要求在图中标明所选器材的符号)
(3)实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的阻值______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)实验中,若把该小灯泡接到如图丙所示的另一电路中,其中电源电动势为4V,内阻为1Ω,定值电阻R'=9Ω。则小灯泡的实际功率为______W。(结果保留2位有效数字)
【参考答案】 (1). C (2). D (3).
(4). 增大 (5). 0.34(0.32~0.36均可)
【名师解析】
(1)[1][2] 小灯泡的额定电流为
则电流表选择A2;小灯泡额定电压为5V,两个电压表量程除了偏小就是偏大,可用已知内阻的电流表A1与定值电阻R0串联,可相当于量程为
的电压表,则两个电表选择CD;
(2)[3]根据(1)分析可知,应用A1与定值电阻串联后测量电压,由于改装电压表内阻已知,故可以采用电流表外接法的方法进行测量,电路如图所示
(3)[4]由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的阻值增大;
(4)[5]将定值电阻等效为电源内阻,则
将此关系画在灯泡的U I线上如图,交点坐标为灯泡的电流和电压,则小灯泡的实际功率为
4.(2020浙江七彩阳光名校联盟模拟)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,某实验小组的电压表坏了,老师给他们一个多用电表替代电压表进行实验。
(1)该组同学拿到多用电表后,用多用电表测量常温下小灯泡的电阻,操作如下:先把选择开关打到多用电表欧姆“×10”挡,欧姆挡调零后进行测量。测量时发现指针偏角过大,则应换用______(填“×100”或“×1”)挡,重新进行欧姆挡调零,再测量。
(2)现要测量小灯泡正常发光时的电阻,其电路如图所示,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,多用电表的选择开关打到电压挡,______(填“红”或“黑”)表笔接a,另一表笔接______(填“b”或“c”)测其两端电压。
(3)该组同学测绘的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。则该小灯泡在常温下状态下的电阻约______Ω.若小灯泡与一个阻值为16Ω的固定电阻串联后,一起接在输出电压恒为4V的电源上,则小灯泡的功率为______W.(结果保留两位有效数字)
【参考答案】(1)×1;(2)黑,b;(3)6.7,0.24。
【命题意图】 本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验及其相关知识点,考查的核心素养是“实验探究”与物理量测量。
【实验攻略】(1)根据题述要求和实验器材设计实验电路。
(2)由小灯泡伏安特性曲线形状分析得出小灯泡电阻的变化。
(3)先根据小灯泡铭牌判断小灯泡电阻的大致数值,明确测量小灯泡电阻所选择的欧姆档位,然后读数。
(4)根据电源输出电功率最大的条件,得出电源最大输出电功率。利用闭合电路欧姆定律得出灯泡中电流,由小灯泡伏安特性曲线得出小灯泡的电功率和电阻,最后利用R+R灯=r得出动变阻器接入电路的电阻R。
【解题思路】(1)指针偏转角度过大,说明通过表头的电流较大,欧姆表读数较小,待测电阻阻值较小,所以应该更换欧姆档较小的倍率,即“×1”档。
(2)多用电表作为电压表使用时,红表笔接高电势(即电源正极),黑表笔接低电势(即电源负极),所以黑表笔接a。由于待测电阻阻值小,所以采用电流表外接法误差较小,所以黑表笔接b。
(3)由电流电压很小时的小灯泡伏安特性曲线上一点的纵横坐标比值得到小灯泡常温下的电阻,R=0.2/0.030Ω=6.7Ω。若小灯泡与一个16Ω的定值电阻串联后接在电压恒定为4V的电源上,其两端电压与电流的关系为U=4-16I,在小灯泡伏安特性曲线上作出这一函数图像,其两图线的交点即为小灯泡的工作点,如图。该交点的纵横坐标分别为U=2.4V,I=0.1A,则小灯泡的电阻为R=U/I=24Ω,小灯泡实际消耗的电功率P=UI=0.24W。
5. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,所用的电流表内阻为几欧,电压表内阻为十几千欧。实验中得到了多组数据,通过描点连线在I U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。
(1)在虚线框中画出实验电路原理图,并在图乙中用笔画线代替导线连接电路。
(2)根据图甲,可确定小灯泡的功率P与U2和P与I2的关系,下列示意图中合理的是________。
(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路。电源电动势为6.0 V,内阻为1.0 Ω。若电路中的电流为0.40 A,则定值电阻R所消耗的电功率为________ W。
【名师解析】 (1)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,电压、电流从零开始可调,滑动变阻器采用分压式,灯泡的电阻与电流表阻值相差不大,与电压表内阻相差较大,电流表采用外接法,电路图、实物图如图所示。
(2)小灯泡的电阻随温度升高而增大,由功率P=I2R,P I2图象的斜率逐渐增大,C错误,D正确;由P=,P U2图象的斜率逐渐减小,A、B错误。
(3)当电路中的电流I=0.40 A,由图象可得小灯泡两端的电压U=4 V,定值电阻R两端的电压UR=E-U-Ir=1.6 V,所消耗的电功率P=URI=0.64 W。
【参考答案】 (1)见解析图 (2)D (3)0.64
6. 两个电阻R1和R2,现已测出R1和R2的伏安特性图线分别如图所示.
将这两个电阻串联.然后接在电动势E=6.0V、内电阻r0=2.4Ω的电源的两极上。
(1)在图上用实线画出R1、R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线和该
电源的I-U图线。(不需写作图步骤和理由)
(2)接通电路后,流过R1的电流I1= ;电阻R2消耗的功率P2= 。
(结果都保留二位有字。)
【名师解析】 (1)这两个电阻串联,电流相等,串联后的等效电阻(R1+R2)
的两端电压等于两个电阻电压之和。在R1和R2的伏安特性图线中取多个相同电
流值,对应找出两个电阻的电压之和,描出多个点,用平滑曲线连接起来,即为
等效电阻(R1+R2)的伏安特性曲线。由U=E-Ir可知,电动势E=6.0V、内电阻
r0=2.4Ω的电源的伏安特性曲线为在纵轴截距为E/r0=2.5A,在横轴截距为6V的
倾斜直线。
(2)等效电阻(R1+R2)的伏安特性曲线与电源的伏安特性曲线的交点(2.6V,1.4A)即为电路的工作点。也就是说,通过串联电阻的电流为I=1.4A,即流过R1的电流I1=1.4A;。过该交点做平行于横轴的直线,该直线与电阻R2的伏安特性图线的交点的横坐标对应值为U=0.76V,电阻R2消耗的功率P2=UI=0.76×1.4W=1.1W。
【参考答案】:(1)R1、R2串联(作为一个整体)的伏安特性曲线和该电源的I-U图线如图。(2)1.4A 1.1W
【点评】不同灯泡(或电阻)串联后接在电源两端实际功率的计算方法是:在I—U(或U—I)坐标系中先作出电阻串联后的等效电阻的伏安特性图线和电源的伏安特性曲线,根据两图象的交点得出工作电流。然后利用灯泡或电阻的伏安特性曲线找出每一个的工作电压,利用P=UI得出实际消耗的电功率。专题103 测量电功率创新实验
电功率是电器的重要参数,可以利用简单的元件设计电路测量电器的实际电功率。
最新高考题精选
1. (2021重庆高考)(9分)某兴趣小组使用如图1电路,探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系,其中P为电阻箱,R0是阻值为37.9kΩ的定值电阻,E是太阳能电池,是电流表(量程0~100μA,内阻2.10kΩ)
(1)实验中若电流表的指针位置如题图2所示,则电阻箱P两端的电压是 V。(保留3位有效数字)
(2)在某光照强度下,测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,由该曲线可知,M点对应的太阳能电池的输出功率是 mW。(保留3位有效数字)
(3)在另一更大光照强度下,测得U——R关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的输出功率 (选填“较小”、“较大”),由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为 mW。(保留3位有效数字)
2. (2019年4月浙江选考)小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率的电路。
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的____导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图所示,则电流为____A,此时小灯泡的功率为____W
(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是____
A.0.08A B.0.12A C.0.20A
3. [2015·福建理综,19(2)]某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
②某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为________A;
③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将________只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为________W(保留两位小数)。
4.(2015·山东理综,22)如图9所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流I0,R为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图10所示的U-I关系图线。
图9
图10
回答下列问题:
(1)滑动触头向下移动时,电压表示数________(填“增大”或“减小”)。
(2)I0=________A。
(3)RL消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。
最新模拟题精选
(2022河北邢台重点高中质检)某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。
甲同学要描绘一个标有“,”的小灯泡的伏安特性曲线,除导线和开关外,还有下列器材可供选择:
:电压表量程,内阻为
:电流表量程,内阻约为
:电流表量程,内阻约为
:滑动变阻器
:滑动变阻器
:电阻箱
:直流电源电动势,内阻不计
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______填器材前的代号。虚线框内已画出实验电路图的部分器材的符号和接线,请将电路补充完整要求:电路中所用符号必须规范。
乙同学分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线如图所示。他用图所示的电路给三个元件分别单独供电,测出给元件和元件供电时的电流和电压值,标在图上,分别是点和点,由此可得给元件单独供电时,电源总功率______结果取两位有效数字。
2.(2021安徽阜阳六校联盟联考)某同学要用给定的实验器材描绘一个小电风扇(符号用“”表示)的伏安特性曲线,该电风扇铭牌上标注的电压为6V、功率为3.6W,电风扇内部线圈电阻恒定。有下列器材可供选用:
A.电流表A1(量程为0~6mA,内阻为60Ω)
B.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻为1Ω)
C.电流表A3(量程为0~3A,内阻为0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器R2(最大阻值500Ω,额定电流0.3A)
F.定值电阻R(阻值940Ω)
G.电池组E(电动势为9V,内阻小于1Ω)
H.开关和导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”),测量电风扇电流的仪表应选用 (选填“A1”、“A2”或“A3”)。
(2)为了调节方便,测量的准确度较高,且要求电风扇两端的电压能从零开始调节至正常工作,请在图甲的虚线框中画出设计的实验电路图,并将所选器材的符号标注到电路图中;
(3)正确设计、连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变加在电风扇上的电压,记录两电流表的读数I1、I2,作出I2——I1关系图像如图乙所示,则电风扇正常工作时输出的机械功率为 W(结果保留两位有效数字)。
(4)用另一电源E1(电动势为4.0V,内阻0.5Ω)和阻值为1.5Ω的定值电阻R0与电风扇连接成图丙所示的电路,此时电风扇的电功率为 W(结果保留两位有效数字)。
3. (2021年高考河南适应性考试)一小灯泡上标有“5V 2.5W”的字样,现用实验研究此灯泡的伏安特性曲线,实验室有如下器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻约5kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻约25kΩ)
C.电流表A1(0~300mA,内阻10Ω)
D.电流表A2(0~800mA,内阻约6Ω)
E.定值电阻R0(阻值10Ω)
F.滑动变阻器R(阻值0~10Ω)
G.电源E(电动势12V,内阻约1Ω)
H.开关S一个、导线若干。
实验要求能够实现在0~5V的范围内对小灯泡的电压进行测量,并能测量多组数据。
(1)实验时,为了使测量尽量准确且能满足实验要求,实验中应选用的两个电表分别是______、______;(填对应器材前的字母)
(2)请利用(1)中选择的电表,在图甲所示的虚线框内画出实验电路图;______(要求在图中标明所选器材的符号)
(3)实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的阻值______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)实验中,若把该小灯泡接到如图丙所示的另一电路中,其中电源电动势为4V,内阻为1Ω,定值电阻R'=9Ω。则小灯泡的实际功率为______W。(结果保留2位有效数字)
4.(2020浙江七彩阳光名校联盟模拟)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,某实验小组的电压表坏了,老师给他们一个多用电表替代电压表进行实验。
(1)该组同学拿到多用电表后,用多用电表测量常温下小灯泡的电阻,操作如下:先把选择开关打到多用电表欧姆“×10”挡,欧姆挡调零后进行测量。测量时发现指针偏角过大,则应换用______(填“×100”或“×1”)挡,重新进行欧姆挡调零,再测量。
(2)现要测量小灯泡正常发光时的电阻,其电路如图所示,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,多用电表的选择开关打到电压挡,______(填“红”或“黑”)表笔接a,另一表笔接______(填“b”或“c”)测其两端电压。
(3)该组同学测绘的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。则该小灯泡在常温下状态下的电阻约______Ω.若小灯泡与一个阻值为16Ω的固定电阻串联后,一起接在输出电压恒为4V的电源上,则小灯泡的功率为______W.(结果保留两位有效数字)
5. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,所用的电流表内阻为几欧,电压表内阻为十几千欧。实验中得到了多组数据,通过描点连线在I U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。
(1)在虚线框中画出实验电路原理图,并在图乙中用笔画线代替导线连接电路。
(2)根据图甲,可确定小灯泡的功率P与U2和P与I2的关系,下列示意图中合理的是________。
(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路。电源电动势为6.0 V,内阻为1.0 Ω。若电路中的电流为0.40 A,则定值电阻R所消耗的电功率为________ W。
6. 两个电阻R1和R2,现已测出R1和R2的伏安特性图线分别如图所示.
将这两个电阻串联.然后接在电动势E=6.0V、内电阻r0=2.4Ω的电源的两极上。
(1)在图上用实线画出R1、R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线和该
电源的I-U图线。(不需写作图步骤和理由)
(2)接通电路后,流过R1的电流I1= ;电阻R2消耗的功率P2= 。
(结果都保留二位有字。)
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