题目
在“测定小灯泡的电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V.
(1)请完成上图中的电路连接,要求滑动变阻器滑片右移时灯泡变亮; (2)某同学连接好电路后,闭合开关移动滑片,发现小灯泡亮度始终较暗,电压表、电流表均有示数,出现这种现象的原因可能是______;有同学按图示连好电路,调节滑动变阻器的过程中小灯泡却突然熄灭而电压表有示数,此时观察电流表和电压表的示数应该分别为______A和______V; (3)接线正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图甲所示,为______V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______端(填“A”或“B”端)的方向滑动; (4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W. (5)该同学在对测量数据的记录和处理时设计了如下表格,你认为这张表格的设计是______(选填“正确”或“错误”)的.
次数 |
U/V |
I/A |
P/W |
平均值P/W |
1 |
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2 |
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3 |
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所属题型:问答题
试题难度系数:中档
答案
(1)电压表与灯泡并联,灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表应选择0~15V的量程; 电流表与灯泡串联; 滑动变阻器滑片右移时灯泡变亮,所以电阻变小,下面应接D接线柱,如图所示:
; (2)移动滑片,发现小灯泡亮度始终较暗,电压表、电流表均有示数,则说明滑动变阻器相当于定值电阻,且阻值很大,接了下面两个接线柱; 小灯泡却突然熄灭而电压表有示数,说明小灯泡断路,则电路中的电流为0,电压表的示数等于电源电压3×1.5V=4.5V; (3)电压表的量程应为0~15V,分度值为0.5V,示数为2.5V,小于额定电压所以将减小滑动变阻器的阻值,滑片向B端滑动; (4)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,所以P=UI=3.8V×0.3A=1.14W; (5)灯泡的实际功率随实际电压的改变而改变,所以求功率的平均值没有意义. 故答案为:(1)见上图;(2)滑动变阻器接了下面两个接线柱;0;4.5;(3)2.5;B;(4)1.14;(5)错误. |
考点梳理
初中三年级物理试题“在“测定小灯泡的电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V.”旨在考查同学们对
测量电功率的实验、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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考点名称:测量电功率的实验
测量电功率实验的目的和原理:
1. 实验目的:
1)测定小灯泡额定电压下的电功率;
2)测定小灯泡略高于额定电压下的电功率;
3)测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。
2. 实验原理:P=UI
根据公式P=UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式P=UI计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法,这种方法又被称为“伏安法”。
3. 实验方法:伏安法
伏安法测小灯泡的电功率:
实验电路图 |
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实验器材 |
电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干 |
实验步骤 |
(1)按电路图连接好电路;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数(注意:小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数。
(5)计算出三种情况下小灯泡的电功率
(6)断开电路,整理器材。 |
实验表格 |
次数 |
电压U(V) |
电流I(A) |
电功率P(W) |
灯泡亮度 |
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实验结论 |
U实=U额,P实=P额,正常发光;
U实>U额,P实>P额,比正常发光更亮;
U实<U额,P实<P额,比正常发光更暗。 |
注意事项 |
(1)选择的器材规格要合适,例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流;
(2)连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处;
(3)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡 |
伏安法测电阻与测功率的异同点:
补充:
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率,不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压,因电阻阻值不变,这是为了多测几组对应的电压、电流值,多测几次电阻值,用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时,由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下,小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流,不是为了多次测量求平均值。
随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,小灯泡的实际功率是不断变化的,因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况,所以电功率不能求平均值。