第十四章 电功率
第四节 测量小灯泡的电功率
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答案呈现
C
B
1.测出小灯泡的额定功率应是( )
A.小灯泡发光最亮的一次
B.小灯泡发光最暗的一次
C.小灯泡达到额定电压正常发光的一次
D.随便哪一次都可以
C
2.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,要测定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,在实验操作过程中,手和眼的分工应该是( )
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛看电流表的示数
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛看电压表的示数
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛看小灯泡的亮度
D.手按开关,眼睛看电流表的示数和小灯泡的发光情况
【点拨】手移动滑动变阻器的滑片,眼睛看电压表的示数,当电压表示数等于小灯泡的额定电压时,停止移动滑片,记录电流表的示数,再利用公式P=UI计算小灯泡的额定功率。
【答案】B
3.【2020·云南】如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5 V,额定功率不大于1 W的小灯泡功率的实物连接图。
(1)在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处,请你找出其中的两处:
①________________________;
②_____________________________________________
______________。
电压表选用0~15 V量程
滑动变阻器连接了下面两个接线柱(或电流表的正、
负接线柱接反)
(2)改正错误或不妥之处后,闭合开关,发现电流表和电压表均有示数。但小灯泡不亮,可能的原因是________(填选项中的字母)。
A.小灯泡短路
B.连接小灯泡的导线接触不良
C.滑动变阻器接入电路的电阻过大
C
(3)小明调节滑动变阻器,依次正确读取三组实验数据,随手写在了草稿纸上(如图乙所示)。下表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格。请你填上横线处所缺的内容:____________________________________,
分析数据后得到小灯泡的额定电流为
________A,额定功率为________W。
小灯泡的发光情况(或小灯泡的亮度)
0.30
0.75
实验
次数
小灯泡两端
电压U/V?
通过小灯泡
的电流I/A?
小灯泡的
电功率P/W
_________
1
?
?
2
?
?
3
?
?
【点拨】小灯泡的亮暗程度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,小灯泡越亮,所以表格中横线处应填小灯泡的发光情况(或小灯泡的亮度);小灯泡在2.5 V的电压下正常发光,通过小灯泡的电流随其两端电压的增大而增大,对应图乙中的三组数据可知,2.5 V的电压对应的电流应为0.30 A,则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5 V×0.30 A=0.75 W。
(4)实验后,小明将一只5 Ω的定值电阻与标有“20 Ω 1 A”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3 V的电源上,请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为_____W。
0.45
4.【中考?盐城】小明用两节干电池测小灯泡的功率,电路如图甲所示,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为
“20 Ω 2 A”。
(1)在图甲中,用笔画线代替导线将电路连接完整。
解:如图所示。
【点拨】小灯泡额定电压为2.5 V,故电压表使用0~3 V量程,并联在小灯泡两端。
(2)连接电路时,开关必须________,滑动变阻器的滑片应移到最________(填“左”或“右”)端。
断开
左
【点拨】为保护电路,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处即最左端。
(3)当电压表的示数达到2 V时,电流表的示数如图乙所示,其读数为________A,此时,小灯泡的电功率为________W,为使小灯泡正常发光,应将滑片向________(填“左”或
“右”)移动。
0.24
0.48
右
【点拨】电流表的示数为0.24 A,小灯泡的电功率为P=UI=2 V×0.24 A=0.48 W。要使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端的电压,由欧姆定律知应增大电路中的电流,则应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,即滑片向右移动,使电压表示数达到2.5 V,小灯泡就正常发光。
(4)当电压表示数达到2.5 V时,无论怎么调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数变大。为了用该小灯泡继续完成实验,你的做法是___________________。
增加1节干电池
【点拨】当电压表示数达到2.5 V时,无论怎么调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数变大,说明电源电压较小,为了用该小灯泡继续完成实验,应增加1节干电池。
(5)解决了(4)中问题后,测出电压略大于2.5 V时小灯泡的电功率。为比较小灯泡在不同电压下的功率关系,________(填“需要”或“不需要”)重新测量前两次实验数据。
不需要
【点拨】小灯泡在不同电压下的电功率不同,在额定电压下的电功率为额定功率;比较小灯泡在不同电压下的电功率关系,不需要重新测量前两次实验数据。
5.【中考?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4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲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)。
解:如图所示。
(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,电压表的示数如图乙所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将图中的滑片P向________(填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表
的示数如图丙所示,则
小灯泡的额定功率为
________W。
滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处
A
0.8
(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,发现测得的电功率并不等于其额定功率的四分之一,其原因是_________________
__________。
小灯泡电阻随温度
发生变化
(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________(填字母)。
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
A
6.【中考?遂宁】为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻约为10 Ω,电源电压为6 V,可供选用的滑
动变阻器有“10 Ω 1 A”的R1
和“20 Ω 1 A”的R2。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是________(填“R1”或“R2”)。
R2
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮)。
解:如图所示。
【点拨】滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,故滑片右边的电阻丝连入电路中。
(3)电路正确连接后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是( )
A.电流表断路 B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
C
【点拨】若小灯泡灯丝断了,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表与电源连通测电源两端电压,电压表指针明显偏转。
(4)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15 V”量程的刻度线看出指针停在10 V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移直到小灯泡正常发光为止,此时电流表的示数如
图乙所示,则小灯泡的额定功率是
________W。
右
0.65
【点拨】小灯泡在额定电压下正常发光,从“0~15 V”量程的刻度线看出指针停在10 V处,则对应小量程的示数为2 V,小于小灯泡的额定电压2.5 V,应增大小灯泡两端的电压,由欧姆定律知应增大电路中的电流,则应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故应将滑片向右移动,直到电压表示数等于小灯泡的额定电压。此时电流表的示数为0.26 A,则小灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5 V×0.26 A=0.65 W。
(5)根据收集到的实验数据,同学们得出了小灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是_________________
_____________。
灯丝的电阻随温度
的升高而变大
【点拨】小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,灯丝的温度越高,而灯丝的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻越大。小灯泡两端的电压与电流的比值为灯丝的电阻,故不一样。