课课精编精练——16.3 测量电功率
1.在做测量小灯泡的电功率的实验中,所选用的小灯泡的额定电压和电源电压是( )
A.1.5V,1.5V B.2V,2V C.2.5V,3V D.3V,6V
2.如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,那么两个电表的量程最好选用( )
A.电压表选“0﹣15V”,电流表选“0﹣3A”
B.电压表选“0﹣15V”,电流表选“0﹣0.6A”
C.电压表选“0﹣3V”,电流表选“0﹣3A”
D.电压表选“0﹣3V”,电流表选“0﹣0.6A”
3.在测定小灯泡电功率的实验中,实验原理是 ,实验方法是 ,即:用电压表测量小灯泡两端的 ,再用电流表测量小灯泡中的电流 ,然后用公式 计算出灯泡的电功率,如果小灯泡的实际电压比额定电压低,则实际功率比额定功率 (填:大、小或等).此实验中滑动变阻器的作用是(1) ,(2) 。
4.某同学在测量小灯泡的电功率时,已有的器材是:小灯泡、电源、开关。还需要使用 、 、 、 等器材。如果小灯泡上标有“3.8V 0.3A”的字样,为了测出小灯泡在等于、高于、低于额定电压时的电功率,所用的电源由 节干电池串联组成即可。
5.用电流表和电压表测小灯泡电功率的原理: 。
6.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,需要用 测出小灯泡的 ,用 测出通过它的 ,根据公式 就可以算出小灯泡的功率。
7.在测定小灯泡功率的实验中,连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态,闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处在 位置。
8.课本中测电灯功率的实验中,实验原理是 ,用 测出小灯泡两端的电压,用 测出通过小灯泡的电流,然后根据公式算出相应的功率;要测小灯泡的额定功率,可以用 调节灯泡两端的电压,使电压表的示数刚好为小灯泡的额定电压,读出此时的电流表的示数,就可以算出额定功率,此时灯泡 (正常或不正常)发光。
9.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图a所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
(2)正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,其故障原因可能是 。
(3)故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到图示位置时,电压表的示数为3.0V,接着应将滑片向 滑动,直至灯泡两端电压为额定电压,此时电流表的示数如图b所示所示,则灯泡的额定功率为 W。
10.用“伏安法”测小灯泡的功率,备有如下器材:小灯泡(3.8V 0.3A)、电流表(量程 0~0.6A O~3A)、电压表(量程O~3V O~15V)、干电池四节、开关一个、滑动变阻器1(20Ω 0.2A)、滑动变阻器。(15Ω 0.5A)、导线若干。
(1)三次实验中使灯泡两端的电压分别为:①额定电压;②大于额定电压;③小于额定电压。根据实验的要求,填出你使用的器材及量程:
、 、 、 、 、 、 。
(2)如图所示是实验中使用的实物连接图,请将电路连接完整。
(3)闭合开关发现电流表示数几乎为零,而电压表示数接近电源电压,发生此故障的原因可能是 .
(4)排除故障后,发现灯过暗,应将滑片P向 端移动。
11.如图,是测定小灯泡的额定功率的实验电路图,在实际操作时,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于 端(填“a”或“b”),闭合开关后,应调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的 。
12.在测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率的实验中,电流表和电压表的示数如图所示。(设灯丝电阻不变)
(1)通过小灯泡的电流为 A,两端所加电压为 V,灯丝电阻为 Ω,此时灯泡的电功率为 W。
(2)当电压U=2.5V时,灯泡的电功率为 W,额定功率为 W。
13.为了迅速准确地测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,至少需要 节干电池,用 调节小灯泡两端电压后,电压表应和小灯泡并联,为了提高测量的准确程度,最好选 的量程,闭合开关后,调节 使电压表的示数为 ,若此时电流表的示数为0.2A,则该小灯泡的额定功率为 ,滑动变阻器的作用是 。
14.测定3.8V小灯泡的电功率,如图所示。
(1)电路中还缺少 。
(2)电路中的错误是 ,电压表应测 两端的电压。
(3)在连接电路的过程中,开关应该是 的。
(4)实验前,变阻器的滑片应放在 的位置上。
(5)为了使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器,使电压表的示数为 ,滑片P应向 (填“左”或“右”)滑动。
(6)若估计小灯泡的电阻约为10Ω,标有“10Ω 1A”和“10Ω 0.3A”的滑动变阻器各一个、电流表(0~0.6A,0~3A)一个、电压表(0~3V,0~15V)一个、电源两个(3V~个,6V一个)、开关一个、导线若干,则实验中电源应选 ,因为小灯泡的额定电压为3.8V,电压表量程应选 ,电流表量程应选 ,因为电路中的最小电流为I===0.3A,故滑动变阻器应选 。
15.某同学做“测定小灯泡的功率”实验,选用规格相同的标有0.2A(正常发光电流)的小灯若干个。该同学先把甲灯接入电路,并正确连接电路,他实验步骤正确,当闭合电键S,观察到电压表示数为6V,电流表示数为0,然后他把甲灯取下,换上乙灯重新实验,观察到电压表示数为0,电流表示数为0.3A.上述实验过程中,无论怎样移动滑片P,灯始终不亮。则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω.他换用一个相同规格的丙灯接入电路,重新进行实验,当小灯正常发光时,电压表的示数如图所示,则小灯的额定功率为 W.滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
16.某同学想借助如图所示的电能表测出家中一盏电灯的电功率。
(1)测量时除用电能表外,还需要使用的测量工具是 。
(2)关掉家中其它的所有用电器,只让这盏电灯工作,测得电能表转盘转10转所用的时间是2min,则这盏灯的电功率是 W。
17.在“探究小灯泡的亮度与电功率的关系”的实验中,实验小组选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的实验器材,连接的实物电路如图甲所示:
(1)如图甲所示是小明同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变暗。
(2)电路连接正确后,闭合开关,小明发现电压表有明显示数,电流表指针几乎不动,小灯泡不发光,产生这一现象的原因可能是 。
(3)排除故障后,继续实验,调节滑片并把多次测量的电流和电压绘制成I﹣U图象,如图乙所示,根据图象可知,小灯泡正常发光时的电流为 A,额定功率为 W。
(4)请你为实验需要测量和计算的物理量及记录的现象,画出一个记录实验数据的表格。
18.测定额定电压是4.5伏特的小灯泡工作时的电阻和额定功率。
(1)在下面的方框内画出实验电路图。
(2)用笔画线代替导线,把图中的实物示意图按照电路图连接成实验电路。
次数
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2.5
0.15
2
3.8
0.19
3
4.5
0.20
(3)三次测量的实验数据,已列入表中,请你分别求出每次实验时灯泡的阻值,将计算结果入表中。
(4)在图中,分别画出第二次实验数据在安培表和电压表上表针的位置,并画出接线,以表明测量时使用的量程。
(5)计算出灯泡的额定功率P= 瓦特。
19.小华在“测定小灯泡的电功率”时,所用器材及电路连接如图所示。在连接电路时电键应该 ,滑动变阻器的主要作用是 (选填字母:A多次测量求平均值;B多次实验得到普遍规律;C使小灯两端电压为额定电压),在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察 。根据图示信息,他 (选填“能”或“不能”)达成实验的目的。
20.如图1是测量小灯泡额定功率的实验电路,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)在图中用笔画线代替导线完成电路连接。要求:使滑动变阻器滑片P向右滑时,变阻器阻值变小;
(2)实验中,当滑动变阻器滑片在某一位置时,电压表、电流表的示数如图2所示,请读出它们的示数并将其数据填入表中(表中已有另外两次实验的数据);
实验次数
1
2
3
电压/V
2.5
3.0
电流/A
0.14
0.16
(3)根据表中的数据可算出该小灯泡的额定功率是 w。
21.(2019?赤峰)在用伏安法测量小灯泡的电功率实验中,已知待测灯泡的额定电压为2.5V。
(1)滑动变阻器连线情况如图所示,在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到 端(选“A“或“B)
(2)在试触时发现,电流表情况如图乙所示,出现这种情况的原因是 。将电路改正后进行实验,当电压表的示数为2V时,电流表的示数(如图丙所示)是 A。
22.(2019?恩施州)在测量小灯泡额定功率的实验中,电源电压为6V,现有一个额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω的小灯泡,实验电路如图。
(1)实验室里有规格为甲“10Ω1A”和乙“50Ω1A”的滑动变阻器,为了完成该实验,你认为应该选择 (选填“甲”、“乙”)滑动变阻器。
(2)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,小灯泡不亮,其原因是 。调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,电压表的指针偏转超过最大刻度,你判断故障可能是 。
(3)请根据实验数据绘出的小灯泡的I﹣U图象,计算出小灯泡的额定功率是 W。
23.(2019?青海)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池。
(1)请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整。要求滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变小。
(2)在连接完最后一根导线时,小灯泡立即发出明亮的光,检查后发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处:
① ;
② 。
(3)改正不当操作后,连续4次测量,测得的数据和观察到的现象如下表所示,其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为 A;小灯泡的额定功率是 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡发光情况
1
1.5
0.24
很暗
2
2
较暗
3
2.5
0.28
明亮
4
3
0.31
很亮
(4)通过实验发现,小灯泡两端的 越大电功率越大,灯泡越 。
24.(2019?仙桃)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为8Ω)。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整(要求滑片向左移动时灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了。小明敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 。
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡接触不良
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择 接入电路。
(6)小芳利用图甲装置 (选填“能”或“不能“)做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。
25.(2019?怀化)小红利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。
(1)按照图甲所示的电路图。请用笔画线代替导线,在图乙中将实物图连接完整。(要求:导线不能交叉)
(2)连接实物电路时,开关应处于 状态。
(3)闭合开关前。滑动变阻器的滑片应调到最 端(选填“左”或“右”)。
(4)电路连接完成后,闭合开关发现:小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压。出现这种故障的原因可能是 。
(5)排除故障后,小红调节滑动变阻器的滑片P.多次进行了小灯泡的电功率的测量。当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,通过小灯泡的电流是 A.小灯泡的额定功率为 W。
(6)小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是 (选填下面的字母)。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值,这样可以减小误差。
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
26.(2019?徐州)小明要测量额定电压为2.5V的小灯泡的功率。
实验序号
①
②
③
电压U/V
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.22
0.24
0.26
(1)如图所示,电路图中没有标明电流表、电压表,请在相应圆圈内填入字母“A”“V”完成电路图。
(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 端。
(3)小明测量的数据如上表所示,三次测量比较,小灯泡亮度变化情况是 .
A.变亮 B.变暗 C.不变
(4)小灯泡的额定功率为 W。
27.(2019?宁夏)小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图甲所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样。
(1)图甲是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表有示数,电压表没有示数,则可能的故障是 。
(3)排除故障后继续实验,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是 。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是 。
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻还能完成的探究实验是 。
28.(2019?江西)实验:测量小灯泡的电功率实验中选择的小灯泡的额定电压为2.5V。
【实验步骤】
(1)请你用笔画线代替导线,把图1中的电路连接完整(导线不准交叉),并要求滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡会变亮;
(2)正确连接电路后,闭合开关,电流表指针不动,但用手按住开关,发现电流表指针摆动,出现这种现象的原因是 。
(3)查明原因,排除故障,正确操作,得到下表所示数据。请将表中内容补充完整:
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
1
2.0
0.28
0.56
发光暗淡
2
2.5
0.32
0.80
3
3.0
0.36
1.08
发光强烈
由表中数据可知,该灯的额定电功率为 W;
(4)利用上述电路,用定值电阻替换小灯泡,测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。
29.(2019?黄冈)在用伏安法测量标有“2.5V“灯泡额定功率的实验中,小明发现电流表损坏,其他元件完好。
(1)小明用已有的器材、5Ω的电阻R0和另一块电压表,设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于 。
(2)小明进行了如下实验,请补充完整。
①连接好电路,将滑动变阻器连入电路的阻值调到 。
②合上开关,移动滑片,使灯泡两端电压为 V。
③再读出R0两端的电压为1.5V。
(3)若实验操作正确,则灯泡的额定功率为 W。
30.(2019?深圳)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图中的实物图连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗)。
(2)某小组连接好电路后,检查连线正确,但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是 。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将图中的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如丙图所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)测出小灯泡的额定功率后,某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半,发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一,其原因是 。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,且电路连接完好,还可以完成的实验是 (填标号)。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
31.(2019?济南)在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路,在连接电路时,小军操作上出现的错误是 。
(2)请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 。
A.小灯泡短路 B.小灯泡开路 C.变阻器短路 D.变阻器开路
(4)排除上述故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来,将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡正常发光,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
(5)继续调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于、等于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示,它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 。
32.(2019?莱芜区)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接;
(2)正确连接后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间,电压表均有示数;接在C、F之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 (选填“小灯泡断路”“、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,此时小灯泡的功率 (选填“大于、“小于”或“等于”)额定功率,要使灯泡L正常发光,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是 ;
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,用这一电路还可以完成的实验有 (写出一个即可)。
33.(2019?雅安)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,完成电路连接;
(2)闭合开关,在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中,发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示,电压调节非常不方便,这是由于选用了以下提供的 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;可供选用的滑动变阻器:滑动变阻器A(阻值范围0~500Ω,滑片行程10cm)滑动变阻器B(阻值范围0~50Ω,滑片行程10cm)
(3)换用另一个滑动变阻器并接通电路后,移动滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率为 W;
(4)小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验,但他操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是 电流表的示数情况是 (以上两空选填“示数为零”或“有较大示数”);
(5)实验完成后同学们在老师的提醒下结合图的电路图进行了误差?分析:因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过,会造成电流表所测电流 (选填“大于”或“等于”或“小于”)灯泡中的实际电流,从而导致实验中灯泡额定功率的测量值 (选填“大于”或“等于”或“小于”)真实值。
34.(2019?十堰)小红在测量小灯泡的电功率实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)在图甲电路中用笔画线代替导线,请你帮忙将电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;
(3)实验过程中电压表示数为2V,为测定小灯泡的额定功率,小红应将变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,同时注意观察电压表的示数变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法,其电路图(如图丙所示),已知R0=5Ω,此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为 A时,再读出电流表A1的示数,才能算出小灯泡的额定功率。
35.(2019?盘锦)小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明把图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,则故障原因可能是 。
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是 A,小灯泡的额定功率是 W。
(4)完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0.请将实验步骤补充完整。
① (填三个开关闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动, (填三个开关闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用已知量和所测物理量符号表示)。
36.(2019?西宁)小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为10Ω。
(1)用笔画线表示导线,选好电流表量程,将图甲电路连接完整
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“C”或“D”)端。
(3)闭合开关后,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为3V,产生该现象的原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表示数如图1乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V,若要测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“C”或“D”)端移动,根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象,小灯泡的额定功率为 W。
(5)小韩还想用标有“600res/(kW?h)”的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器,只让电灶单独工作,发现6min电能表的转盘转过120r,则这段时间电灶消耗的电能是 J,电灶的功率为 W。
37.(2019?本溪)测量小灯泡的额定功率
(1)如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误,此时若闭合开关,电流表的指针将 (填“正常偏转”或“几乎不动”),请你在错误的导线上画
“Ⅹ”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1乙所示,电流值为 A,则小灯泡的额定功率 W。
(3)实验后,小明又想测量一个额定电压为6V阻值约为8Ω的小灯泡的额定功率,但发现电流表和电压表的大量程均已损坏,于是找来一个阻值为10Ω的定值电阻,设计了如图1丙所示的实验电路,其中电源电压恒为8V请完成下面的实验步骤:
①在图2所示的三个选项中,选出能对应填入虚线框内合理的元件组合 。
②正确选择元件并连接电路后,闭合开关S调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为 W。
38.(2019?日照)某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中,小灯泡标有“3.8V”,滑动变阻器标有“12Ω 1.5A”,电源电压6V。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将图乙的实物电路连接完整,使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
(2)小明同学负责实物连线,他连接好最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。
小明连线过程中肯定出现的错误是 。
还可能出现了以下错误中的 (填字母序号)。
A.电压表串联在了电路中
B.电流表并联在了小灯泡两端
C.连接滑动变阻器时,用了C、D两个接线柱
D.连接滑动变阻器时,用了A、B两个接线柱
(3)小灯泡熄灭后,发现电压表有示数,该示数接近 V。
(4)更换上完全相同的小灯泡,正确连好电路,通过完全正确的操作获得数据如表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.0
3.0
3.8
4.2
电流I/A
0.33
0.34
0.40
0.42
小灯泡亮度
不亮
较暗
正常
较亮
小灯泡电阻
6.0
8.8
9.5
10.0
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为 W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而 。
(5)小明还想测量小灯泡不亮时的电阻,但是无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压也不能低于2V.经过分析,至少有两种方案可行:一是,其它条件均不变时,换用总阻值较 的滑动变阻器;二是,其它条件均不变时,换用电压较 的电源。
39.(2019?包头)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是 ,经分析有一根导线链接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路。
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W.由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 ,滑动变阻器的规格应选择 。
A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法 (选填“合理”或“不合理”),理由是 。
40.(2019?长春)科技小组要测量额定电压为5V的小灯泡的电功率,可用的器材有:一个电压表和一个电流表(只有0~0.6A量程可用)。电源两端的电压恒定。
(1)按如图甲所示电路图正确连接电路。闭合开关前,将滑动变阻器滑片移到 端(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关,记录电压表、电流表示数:调节滑动变阻器并记录多组数据。当电流表示数为0.6A时,电压表示数低于5V.根据数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图象如图乙所示,由图象可知,灯丝电阻随温度的升高而 。
(3)为测量小灯泡的额定功率,小组同学拆除电流表后再接通电路,调节滑动变阻器直到电压表示数为5V:保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关,将电压表替换AB间导线接入电路,闭合开关,电压表示数为5.4V,则此时小灯泡亮度比正常发光时 ;将滑动变阻器的滑片移到最左端,电压表示数变为7.2V.则小灯泡的额定功率为 W。
课课精编精练——16.3 测量电功率
参考答案与试题解析
1.【解答】在实验中为了测得小灯泡的功率,应让其达到额定功率,因电路中用到滑动变阻器,故分到小灯泡上的电压比电源电压要小一些,故电流电压应稍大于小灯泡的额定电压,但如果大太多,容易烧坏灯泡。所以最符合的就是2.5V,3V。
故选:C。
2.【解答】小灯泡标有2.5V,即额定电压为2.5V,故电压表应选取3V的,可以保证准确;
而小灯泡的电流较小,如选取3A的电流表,则测量误差过大,故应选取0﹣0.6A的。
故选:D。
3.【解答】伏安法测灯泡电功率的原理是电功率公式:P=UI;
用电压表测量小灯泡两端的电压U,再用电流表测量小灯泡中的电流I,然后用公式 P=UI计算出灯泡的电功率;
如果小灯泡的实际电压比额定电压低,灯泡的实际功率比额定功率小。
此实验中滑动变阻器的作用是:(1)保护电路,(2)改变灯泡两端电压,进行多次实验。
故答案为:P=UI;伏安法;电压U;I;P=UI;小;保护电路;改变灯泡两端电压。
4.【解答】伏安法测灯泡电功率实验,需要用电压表测出灯泡两端电压,用电流表测出通过灯泡的电流,应滑动变阻器改变灯泡两端电压,实验还需要导线;
每节干电池电压为1.5V,灯泡额定电压为3.8V,为完成实验,至少需要3节干电阻串联组成电源。
故答案为:电压表;电流表;滑动变阻器;导线;3。
5.【解答】根据电功率的测量公式P=UI,测出灯泡的电压和电流,便可计算出其电功率,所以其测量原理是P=UI。
故答案为:P=UI。
6.【解答】测定小灯泡功率的实验原理是:用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,根据P=UI求出小灯泡的电功率。
故答案为:电压表;电压;电流表;电流;P=UI。
7.【解答】实物未连接好,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;
闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件。故答案为:断开;阻值最大。
8.【解答】用电压表测灯的电压,用电流表测灯的电流,故实验原理是P=UI。
测量小灯泡的额定功率是,可以调节滑动变阻器接入电路中的阻值,从而改变灯泡两端的电压,当灯泡两端的电压为额定电压时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的功率为额定功率。
故答案为 P=UI,电压表,电流表,滑动变阻器,正常。
9.【解答】(1)由小灯泡的额定电压“3.8V”,电压表选择大量程0~15V与灯泡并联,滑动变阻器任意上方接线柱与小灯泡的右接线柱相连即可,如下图所示:
(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明某处发生了断路,电压表有示数,说明与电压表并联的灯泡出现了断路;
(3)电压表示数为3V小于灯泡额定电压,为测灯泡额定电压,由电路图根据串联电路的分压原理可知,应向右移动滑片,使电压表示数等于灯泡额定电压3.8V;
由电路图可知,电流表量程为0~0.6A,由图示电流表可知,其分度值为0.02A,示数为0.4A,
所以灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡断路;(3)右;1.52。
10.【解答】(1)小灯泡的规格是3.8V 0.3A,
所以电源选四节干电池串联(6V),电流表选0~0.6A的量程,电压表选 O~15V的量程,滑动变阻器选15Ω 0.5A;
故使用的器材和量程为:电流表(0~0.6A)、电压表选(O~15V)、干电池四节、滑动变阻器(15Ω 0.5A)、小灯泡(3.8V 0.3A)、开关、导线。
(2)将开关、滑动变阻器、灯泡以及电流表串联,电压表并联在灯泡两端,注意电表的正负接线柱;滑动变阻器的接线柱要一上一下连接;如下图所示:
(3)电流表示数为零,说明电路故障为断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连;因此电路故障为灯泡断路;
(4)闭合开关发现灯过暗,应调节滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流增大,使小灯泡两端分得的电压增大。
故答案为:(1)电流表(0~0.6A)、电压表选(O~15V)、干电池四节、滑动变阻器(15Ω 0.5A)、小灯泡(3.8V 0.3A)、开关、导线;(2)如上图;(3)灯泡断路;(4)右。
11.【解答】由图知,滑动变阻器左端接在a处,所以在闭合开关前应将滑片移至b端,使其阻值最大;
闭合开关后,应调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,此时灯泡的电功率等于额定功率。
故答案为:b;额定电压。
12.【解答】(1)由图中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;
电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,所以:
R===10Ω;
P=UI=2.4V×0.24A=0.576W;
(2)因为灯丝电阻不变,当电压U=2.5V时,电路中的电流I===0.25A,则:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
额定电压为2.5V,所以额定功率也为0.625W。
故答案为:0.24;2.4;10;0.576;(2)0.625;0.625。
13.【解答】小灯泡的额定电压为2.5V,每节干电池的电压为1.5V,要测灯泡的额定功率,至少需要2节干电池;
为了提高测量的准确程度,电压表应选择0~3V的量程,闭合开关后,调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V;
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
在实验中滑动变阻器的主要作用是调节小灯泡两端的电压,使灯泡两端的电压为2.5V。
故答案为:2;滑动变阻器;0~3V;滑动变阻器;2.5V;0.5W;调节小灯泡两端的电压,使灯泡两端的电压为2.5V。
14.【解答】(1)实验中用电压表和电流表分别测出灯泡的电压和电流,所以还需用电流表;
(2)由图知,电压表与滑动变阻器并联了,应与灯泡并联;
(3)在连接电路的过程中,开关应该是断开的;
(4)由图知,滑动变阻器下面接了左边的接线柱,所以实验前,变阻器的滑片应放在最右端;
(5)刚闭合开关时灯泡两端的电压太低,为了使小灯泡正常发光,应向左移动滑片,使电压表的示数为3.8V;
(6)由题意知,灯泡的额定电压为3.8V,所以应选择6V的电源,电压表应选择0~15V的量程;
小灯泡的电阻约为10Ω,所以灯泡正常发光时电流大约为:
I==0.38A,所以电流表应选择0~0.6A的量程;
0.38A超过了0.3A,所以滑动变阻器应选择“10Ω 1A”的规格。
故答案为:(1)电流表;(2)电压表与滑动变阻器并联;小灯泡;(3)断开;(4)最右端(或阻值最大端);(5)3.8V;左;(6)6V;0~15V;0~0.6A;“10Ω 1A”。
15.【解答】把甲灯接入电路,闭合电键S,观察到电压表示数为6V,电流表示数为0,且无论怎样移动滑片P,灯始终不亮则说明甲断路,两端的电压等于电源电压,则可知电源电压为6V;
换上乙灯,观察到电压表示数为0,电流表示数为0.3A,且无论怎样移动滑片P,灯始终不亮,则说明乙灯短路,此时只有滑动变阻器,则滑动变阻器的最大阻值:
R===20Ω;
由指针的偏转角度及电源电压知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
滑动变阻器两端的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V;
所以R滑===17.5Ω。
故答案为:6;20;0.5;17.5。
16.【解答】(1)由P=可知,测电灯的电功率需要测两个物理,即:电能(电功)和时间,因此需要电能表和秒表;
(2)铭牌中3000r/kW?h,表示电路每消耗1kW?h的电能时,电能表的转盘转3000转;
则转10转时灯泡消耗的电能:W=kW?h,
灯的工作时间:t=2min=h,
则这盏灯的电功率:P===0.1kW=100W。故答案是:(1)秒表;(2)100。
17.【解答】(1)要求滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变暗,说明电流变小,滑片右移时变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以左的电阻丝连入电路中,灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,小明发现电流表指针几乎不动,小灯泡不发光,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则原因可能是小灯泡断路。
(3)根据图乙中灯泡的I﹣U图象可知,小灯泡正常发光时的电流为0.5A,
则灯的额定功率为:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(4)为了探究小灯泡的亮度与电功率的关系,表格内容包含灯泡的电压、通过的电流、电功率及灯的亮度(要分别记录灯在高于、等于、低于额定电压下发光情况),实验数据的表格如下所示:
实验次数
灯泡两端的电压U/V
通过灯泡的电流 I/A
灯泡的电功率 P/W
灯泡的亮度
1
2
3
故答案为:(1)如上图所示;(2)小灯泡断路;(3)0.5; 1.25;(4)如上表所示。
18.【解答】(1)电流表与灯串联测灯的电流,电压表与灯并联测灯的电压,变阻器与灯串联,电路图如下图1左所示;
(2)因灯的电压为4.5V,故电压表选用大量程与灯并联,由表中数据,电流表选用小量程与灯串联,根据电路图连接实物图,如下图1右所示:
(3)由欧姆定律I=,结合表中数据可得,三次实验灯泡的电阻分别为:
R1==≈16.7Ω;
R2===20.0Ω,
R3===22.5Ω,
如下表所示:
次数
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2.5
0.15
16.7
2
3.8
0.19
20.0
3
4.5
0.20
22.5
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A,电压表选用大量程,分度值为0.5V,据此分别画出电流为0.19A和电压为3.8V指针的位置,如图2左、右所示:
(5)灯在额定电压下的功率为额定功率,灯的额定功率:
P=UI=4.5V×0.20=0.9W。
故答案为:(1)如图1左所示;(2)如图1右所示;(3)如上表所示;(4)如图2;(5)0.9W。
19.【解答】(1)为保护电路,在连接电路时电键应该断开;
(2)在“测定小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器在电路中的主要作用是通过改变接入电路中的电阻,来改变灯泡的电压和电流,使小灯两端电压为额定电压,从而测出小灯泡的额定功率,故选C;
(3)在移动滑片的过程中,眼睛应注意观察电压表示数的变化,使电压表示数为2.5V,此时灯泡正常发光;
(4)一节干电池的电压为1.5V,而灯泡的额定电压为2.5V,由于电源的电压小于灯泡的额定电压,则他不能测出灯泡的额定功率,不能达成实验的目的。
故答案为:断开;C;电压表的示数;不能。
20.【解答】(1)题意要求滑片P向右滑时,变阻器阻值变小,所以滑动变阻器下接线柱接B,上面接线柱任意选择,选择C或D,如下图:
(2)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,因此电流表的示数为0.12A;
电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为2.1V;
(3)从表格数据中可以看出,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.14A,故灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.14A=0.35W。
故答案为(2)0.12A,2.1V;(3)0.35W。
21.【解答】(1)滑动变阻器连线情况如图所示,即PB电阻丝连入电路,在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处,即A端;
(2)在试触时发现,电流表情况如图乙所示,出现这种情况的原因是:电流表正负接线柱接反了;
将电路改正后进行实验,当电压表的示数为2V时,图丙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数是 0.32A。
故答案为:(1)A;(2)电流表正负接线柱接反了;0.32。
22.【解答】(1)电源电压为6V,现有一个额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω的小灯泡,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I===0.25A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入的电阻:
R滑===14Ω,
故选用“50Ω1A”的滑动变阻器,即选择乙滑动变阻器;
(2)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,则电路为通路,小灯泡不亮,其原因是,电路的电流过小,导致灯的实际功率过小;
调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,则电路可能断路,电压表的指针偏转超过最大刻度,则电压表与电源连通,故障可能是灯泡断路;
(3)根据绘出的小灯泡的I﹣U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是:
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)乙; (2)小灯泡的实际功率太小; 灯泡断路;(3)0.5。
23.【解答】(1)滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变小,故变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:
(2)在连接完最后一根导线时,小灯泡立即发出明亮的光,检查后发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处:
①连接电路时开关没有断开;
②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处;
(3)其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A;灯在额定电压下的功率为额定功率,由表中数据,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(4)纵向分析表中数据,小灯泡两端的电压越大电功率越大,灯泡越亮。
故答案为:(1)如上所示;(2)①连接电路时开关没有断开;②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处;(3)0.26; 0.7;(4)电压;亮。
24.【解答】(1)滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式,滑片向左移动时灯泡变亮,电流增大,电阻减小,接左下接线柱,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端;
(3)灯泡有时候发光,有时候不发光,说明灯泡没有损坏,是接触不良,故D符合题意;
故选:D;
(4)当灯泡两端的电压为额定电压时即电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;
电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)实验中,要测出额电功率,要保持小灯泡两端的电压为额定电压(小灯泡的电阻约为8Ω),所需变阻器的阻值最大,
电路中的电流为I===0.3125A,则R滑====11.2Ω>10Ω,应该选择“20Ω 1A”的变阻器,而“50Ω 0.2A”的电流太小,不合适;
(6)要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,而灯丝随温度的升高而增大,不是定值,不能探究电流与电压的关系。
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)D;(4)2.5;0.75;(5)20Ω 1A;(6)不能。
25.【解答】(1)电压表并联在灯泡的两端,滑动变阻器一上一下的连接,下图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;
(3)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,即最右端;
(4)闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,则故障为小灯泡发生断路;
(5)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,图丙的示数为0.2A,
则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(6)小红在实验中通过移动滑动变阻器来改变灯泡两端的实际电压,测量出不同电压下的电功率,并分析灯泡亮暗与实际功率的关系,故B正确。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断开;(3)右;(4)小灯泡断路;(5)0.2;0.5;(6)B。
26.【解答】(1)电流表电阻很小,与电阻串联,电压表电阻很大,与电阻并联,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片应在阻值最大处,即b端;
(3)根据P=UI算出三次的功率依次是0.44W、0.6W、0.728W,即随着电压的增大,实际功率增大,灯泡变亮,故A正确;
(4)灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.24A,
额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
故答案为:(1)见上图;(2)b;(3)A;(4)0.6。
27.【解答】(1)原电路中,电压表测电源电压是错误的,电压表应测灯的电压,如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,而电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表没有示数,则可能的故障是灯泡短路;
(3)当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律,灯的电阻:
R==≈7.1Ω;
灯的功率:
P=UI=1.7V×0.24A≈0.41W;
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
0.24
7.1
0.41
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是灯的实际功率越大,灯越亮。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是灯的电阻随温度的变化而变化;
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,可控制电阻电压一定,故还能完成的探究实验是:电压一定时,电流与电阻的关系。
故答案为:(1)如上所示;(2)灯泡短路;(3)如上表所示;(4)灯的实际功率越大,灯越亮;(5)灯的电阻随温度的变化而变化;(6)电压一定时,电流与电阻的关系。
28.【解答】(1)滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡会变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,电流表指针不动,但用手按住开关,发现电流表指针摆动,出现这种现象的原因是开关接触不良;
(3)灯在额定电压下正常发光,由表中数据,灯的额定功率为0.80W;
(4)为提高测量的准确程度,要多次测量取平均值,如下表所示:
实验次数
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
电阻的平均值R/Ω
1
2
3
故答案为:(1)如上图;(2)开关接触不良;(3)正常发光;0.80;(4)如上表所示。
29.【解答】(1)电压表V2可测量出电阻R0两端的电压,根据欧姆定律算出电路的电流,所以电压表V2与R0并联起来作用相当于电流表;
(2)①闭合开关前,滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即b端;
②合上开关,移动滑片,使灯泡两端电压为额定电压,即2.5V,使灯泡正常发光;
③再读出R0两端的电压为1.5V,此时电路的电流为:I===0.3A;
(3)灯泡的额定功率:PL=ULI=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:(1)电流表;(2)①b端;②2.5;(3)0.75。
30.【解答】(1)滑片向B移动时灯泡变暗,则其阻值变大,所以下面应接左边的A接线柱,连图如下图所示:
(2)某小组连接好电路后,闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭,说明闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有在阻值最大处,即滑动变阻器的阻值太小,致使灯泡烧坏;
由图乙知,电压表的量程应为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V;
灯泡两端电压低于额定电压,为使其正常发光,应减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左端即A端滑动,使电压表的示数为2.5V为止;
由图丙知,电流表的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,则P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(3)若灯的电阻不变,根据P=,灯泡两端电压为额定电压的一半,实际功率为额定,而实际中,灯的电阻随温度的变化而变化,故测得的功率不等于其额定功率的;
(4)把小灯泡换成定值电阻后,电阻阻值R一定,由电压表可测出电阻两端的电压U,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验,故A正确;
故选:A。
故答案为:(1)连图如上图所示;(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处;A;0.8; (3)灯泡电阻随温度发生变化;(4)A。
31.【解答】(1)为保护电路,在连接电路时,开关应断开,故小军操作上出现的错误是没有断开开关;
(2)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(3)A.若小灯泡短路,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;
B.若小灯泡开路,则电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数即为电源电压,不符合题意;
C.若变阻器短路,则电流表示数,电压表示数即为电源电压,不符合题意;
D.若变阻器开路,整个电路断路,灯不发光,两表都没有示数,符合题意;
故选D;
(4)灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向; 灯在额定电压下正常发光,2.5V大于灯的额定电压2.5V,应减小灯的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数;
(5)根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线,它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI,根据P=UI,故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
故答案为:(1)开关没有断开;(2)如上;(3)D;(4)B;(5)实际电功率。
32.【解答】(1)灯的额定电压2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的电流约为:
I===0.25A,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)把电压表分别接在A、E之间电压表有示数,则A﹣电源﹣开关﹣电压表组成的电路是连通的,同理,接在A、F之间,电压表均有示数;A﹣电源﹣开关﹣灯﹣电压表组成的电路为通路;而连接在C、F之间,电压表无示数,则可确定滑动变阻器断路;
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,小于灯的额定电压,此时小灯泡的功率小于灯的额定功率,
灯在额定电压下正常发光,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为额定电压;
当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则小灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)根据P=,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,通过灯的电流也变小了,根据P=UI灯的功率变小,灯的温度降低,灯丝的电阻变小,故发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍;
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,通过移动变阻器的滑片可多次测量,用这一电路还可以完成的实验有研究电流与电压的关系。
故答案为:(1)如上所示;(2)滑动变阻器断路;(3)小于;A;0.65;(4)因灯的电阻随温度的变化而变化;(5)研究电流与电压的关系。
33.【解答】(1)变阻器按一上一下接入电路中与灯串联,小灯泡的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,如下所示:
(2)由图乙可知,滑片移动时灯泡两端电压的变化开始很不明显,说明滑动变阻器选择阻值较大,选择的是A;
(3)图丙中,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A,灯的额定功率为:
P=UI=3.8V×0.5A=1.9W;
(4)未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,此时电压表串联接入电路中,电压表测量的是电源电压,电压表的示数情况是有较大示数;电流表的示数情况是示数为零;
(5)电压表与灯并联,电压表测量的电压是准确的,因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过,根据并联电路电流的规律,会造成电流表所测电流大于灯泡中的实际电流,根据P=UI,从而导致实验中灯泡额定功率的测量值大于真实值。
故答案为:(1)如上;(2)A;(3)0.9;(4)有较大示数;示数为0;(5)大于;大于。
34.【解答】(1)该实验中,灯泡应与电流表串联,电压表应与灯泡并联,如下图所示:
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态;
(3)灯在额定电压下正常发光,此时电压表的示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,同时注意观察电压表的示数变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,
则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)已知R0=5Ω,此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为0.5A时,此时由欧姆定律和并联电路电压的规律,灯的电压为:U′=I′R′=0.5×5Ω=2.5V;再读出电流表A1的示数,由P=UI才能算出小灯泡的额定功率。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断开;(3)B;0.75;(4)0.5。
35.【解答】(1)因滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,则故障原因可能是灯泡断路;
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.此时电流表的示数如图乙所示,电流表分度值为0.02A,则通过小灯泡的电流是0.26A,小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)实验步骤:
①闭合S、S2,断开S1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U﹣U额,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合S、S1,断开S2,记录电压表示数为U滑。
③在①中,定值电阻短路,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,根据串联电压的规律,灯的电压为额定电压;
在②中,灯短路,变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律和分压原理有:
=,R滑=R0;
在①中,由欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:
IL==×(U﹣U滑);
小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额IL=U额××(U﹣U滑);
故答案为:(1)如上所示;(2)灯泡断路;(3)0.26;0.65;(4)①闭合S、S2,断开S1;U﹣U额;②闭合S、S1,断开S2;③U额××(U﹣U滑)。
36.【解答】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯正常发光时的电流约为:
I===0.25A;故电流表选用小量程与灯串联,如下所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的C端。
(3)若灯泡短路,则电压表示数为0,电路为通路,灯泡发光,电流表有示数,不符合题意;
若灯泡断路,灯泡不发光,则电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,符合题意;
故闭合开关后,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为3V,产生该现象的原因可能是小灯泡断路;
(4)图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;
灯在额定电压下正常发光,2.2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向D移动,直到电压表示数为额定电压;
根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)转盘转动120转,电灶消耗的电能:
W=120×kW?h=0.2kW?h=0.2×3.6×106J=7.2×105J;
电灶的功率:
P===2kW=2000W。
故答案为:(1)如上;(2)C;(3)断路;(4)2.2;D;0.5;(5)7.2×105;2000。
37.【解答】(1)原电路中,变阻器与灯并联,电压表(内阻很大)串联在电路中是错误的,故此时若闭合开关,电流表的指针将几乎不动;
灯与变阻器串联,电压表与灯并联,如下所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1乙所示,电流表分度值为0.02A,电流值为0.2A,则小灯泡的额定功率:
P=U1I1=3.8V×0.2A=0.76W;
(3)①电源电压为8V,灯的额定是6V,由串联电压的规律,电阻分得的电压为2V,故电压表可与电阻并联,
由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I===0.75A>0.6A,故电流表不能直接测量通过灯的电流,根据并联电流的规律,干路电流大于支路电流之和,灯接在干路上,故B选项正确;
②由①知,变阻器与定值电阻并联后再与灯串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过变阻器的电流,故电压表的示数为2V时,灯正常发光,由欧姆定律,通过定值电阻所在支路的电流为0.2A,由并联电路电流的规律,通过灯的电流为:
IL=0.5A+0.2A=0.7A,灯的额定功率为:
PL=ULIL=6V×0.7A=4.2W。
故答案为:(1)几乎不动;(2)0.2;0.76;(3)①B;②2;4.2。
38.【解答】(1)灯的电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中;
连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中
A.若电压表串联在了电路中,闭合开关后,电流很小,灯不发光,不符合题意;
B.电流表并联在了小灯泡两端,灯不发光,不符合题意;
C.连接滑动变阻器时,用了C、D两个接线柱,则变阻器连入电路的电阻为0,灯的电压为电源电压,符合题意;
D.连接滑动变阻器时,用了A、B两个接线柱;变阻器最大电阻连入电路中,电路的电流较小,灯发光较暗,不符合题意;
故选C;
(3)小灯泡熄灭后,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数接近6V;
(4)灯在额定电压下正常发光,由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为:
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而变大;
(5)小明还想测量小灯泡不亮时的电阻,但是无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压也不能低于2V,说明变阻器的最大电阻太小(或电源电压太高),经过分析,至少有两种方案可行:一是,其它条件均不变时,换用总阻值较大的滑动变阻器;二是,其它条件均不变时,换用电压较小的电源。
故答案为:(1)如上所示;(2)连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中;C;(3)6;(4)1.52;变大;(5)大;小。
39.【解答】(1)在电路中,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,因电压表内阻很大,故电路的电流很小,灯不亮;
灯与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,灯与变阻器串联,电压表与灯并联,如下所示:
(2)根据小灯泡的I﹣U图象知,灯在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
由图可知,灯的电流随电压的变大而增大,根据P=UI,故小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大;
由图知,当电压表示数为0.5V时,电路的最小电流为0.1A,由串联电路的规律及欧姆定律,滑动变阻器的最大电阻为:
R滑===25Ω,故变阻器规格应选择C;
(3)探究出导体中电流和导体两端电压关系时,要控制电阻阻值不变,因灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比成正比,这种说法不合理。
故答案为:(1)电压表串联在电路中;
(2)0.625;增大; C;
(3)不合理; 灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比。
40.【解答】(1)开始实验前,为保护电路,滑动变阻器的阻值应为最大值,如图中电路,当滑动变阻器移动到最右端时,电阻最大;
(2)在图象中,图象的斜率表示的数值,即电阻的倒数,由图象可知,斜率在逐渐减小,所以电阻的倒数在减小,则电阻在增大;
(3)当电压表示数为5V时,滑动变阻器一部分接入电路,当电压表代替导线接入电路时,由于电压表相当于断路,所以此时滑动变阻器全部阻值接入电路,接入电路的总电阻变大,根据串联分压原则,滑动变阻器两边的电压变大,所以小灯泡两端的电压减小,小于5V,小于正常发光时的电压,所以亮度变暗;
由图象可知,当电压表示数为1.8V时,电路的电流最小,所以此时滑动变阻器全部接入电路,由题干可知,当取下电压表放在AB两点间时,由于电压表相当于断路,所以滑动变阻器接入电路的方式发生了变化,由左端接入变成了全部接入电路,当滑动变阻器全部接入电路时,滑动变阻器两边的电压为7.2V,所以电源电压为9V。
由R=可知,滑动变阻器最大电阻Rmax===20Ω,
小灯泡的额定电压5V,当小灯泡正常发光时,取下电压表放在AB两点间,电压表示数5.4V,全部滑动变阻器电压7.2V,
此时说明滑片位于总阻值处,说明小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是总阻值的,也就是5Ω。
此时滑动变阻器两端电压4V,干路电流I===0.8A,
小灯泡额定功率P额=U额I=5V×0.8A=4W。
故答案为:(1)右;(2)增大;(3)暗;4。