(2)[2]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,电流表使用0~0.6A量程,分度值0.02A,此时通过的电流为0.42A,所以灯泡的额定功率
P?UI?2.5V?0.42A?1.05W
(3)[3][4]由表中数据知,小灯泡工作时,灯泡两端实际电压越大,通过它的电流也越大,由P=UI知灯泡的实际功率越大,即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。
(4)用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率,所用电压表量程为0~15V,要测量该小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V,
①[5]闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压,调节滑动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电压表的示数
UV=U?U额=8V?2.5V=5.5V
②[6]滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流
I额?③则小灯泡的额定功率
U0 R0U0 R0P额?U额I额?U额?
4.本题考查的是“测量小灯泡的电功率”实验,涉及了实物电路的连接、实验操作和注意事项、电表的读数、功率的计算等,最后一问要结合图象和串并联电路的性质进行分析,由于灯丝电阻会随电压的变化发生变化,所以不能先求电阻,再进行计算.将几十个小彩灯串联后接在照明电路上,形成一串五光十色的彩灯带,当其中一个小彩灯灯丝烧断后,彩灯带却不会熄灭,其原因是:小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联.当灯丝正常发光时,金属丝与灯丝支架不导通;当灯丝烧断时,金属丝与灯丝支架瞬间导通,其他小彩灯仍能发光.为探究小彩灯的这一结构,小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验.
(1)请用笔画线代替导线,在甲图中将实物电路连接完整. (_______)
(2)正确连接电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因是_________.
(3)排除故障,正确操作测得实验数据及现象记录如下表.
①小彩灯的额定功率为_________W; ②在图乙中,作出灯丝烧断前的I-U关系图像; (________)
③分析图像可知;小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而________.
(4)实验中发现,灯丝烧断后,小彩灯并没有导通,其原因可能是___________.
【答案】 灯泡短路 1
增大 没有达到一定的电压,金属丝上的绝
缘材料仍没有被击穿 【解析】 【详解】
第一空.滑动变阻器采取“一上一下”的连接方式,电压表与小彩灯并联,根据题意应接0—15V的量程,电路图如下:
第二空.正确连接电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表被短路,电路故障是灯泡短路;
第三空.小彩灯额定电压是5V,查表知此时电流是0.20A,小彩灯的额定功率: P=UI=5V×0.2A=1W;
第四空.根据表中数据在图乙中描点连线,得丝烧断前的I-U关系图像如下:
第五空.由图像可知I-U图像不是一条直线,而是一条曲线,故可知灯泡电阻随其两端电压的增大而增大;
5.(某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为3.8V的待测小灯泡(电阻约为12Ω),滑动变阻器两个(A:“5Ω 2A”;B:“20Ω 0.5A”).
(1)该实验的实验原理是_____;实验中,应选用的滑动变阻器是_____(选填“A”或“B”).
(2)如图甲所示是小田同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉). (______)
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是_____.
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为_____W.
(5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表0~15V量程已经损坏,0~3V量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图. (______)
(6)由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1,小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2,则P1_____P2(选填“大于”、“小于”或“等于”).
【答案】P=UI B 灯泡断路 1.14
大于
【解析】 【分析】
(1)该实验的实验原理是P=UI;由欧姆定律求灯的额定电流;根据串联电路的规律及欧姆定律求灯正常发光时,变阻器连入电路中的电阻,确定选用的滑动变阻器; (2)电压表应与灯并联,电流表与灯串联;
(3)灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了; (4)由图象找出灯的额定电压下的电流,根据P=UI求该小灯泡的额定功率; (5)根据串联电路电压的规律,求灯正常发光时变阻器的电压,设计电路图; (6)由图乙知,分别找出小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电流大小和小灯泡的实际电流是额定电流一半时对应的电压大小,根据P=UI比较灯的实际电功率P1与P2大小. 【详解】
(1)该实验的实验原理是P=UI;灯的额定电流约为:I?U3.8V??0.32A,电源电压R12Ω为6V,小灯泡额定电压为3.8V,根据串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时,变阻器连入电路中的电阻:R滑?变阻器B;
(2)测量小灯泡电功率的实验中,电压表应与灯并联,电流表与灯串联,如下图所示:
U?UL6V?3.8V??6.9Ω,故应选用“20Ω 0.5A”的滑动I0.32A
(3)经分析,小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯
泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,说明电压表两端到电源两极是通的,则电路的故障是灯泡断路.
(4)由图象知,灯在额定电压3.8V时的电流为0.3A,则该小灯泡的额定功率为:
P?UI?3.8V?0.3A?1.14W;
(5)根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为:6V﹣3.8V?2.2V时,灯的电压为额定电压,故将电压表并联在变阻器的两端可以完成实验,如下图所示:
(6)由图乙知,小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电流约为0.22A,电功率为:
P1?1.8V?0.22A?0.396W;
6.在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,所用小灯泡标有“3.8V”字样。
(1)要使滑动变阻器的滑片P向右滑动变阻器阻值变大,请你用笔画线代替导线将如图甲实物电路连接完整。 ______
(2)若闭合开关时,发现电压表的指针速转动到左边无刻度处,这是由于电压表____________________ 。
(3)检查连接无误后,张鹏调节滑动变阻器的滑片使小灯泡刚好正常工作,此时电流表读教如图乙,则小灯泡的正常工作电流是________________________________A,小灯泡的额定功率为________________W。
(4)若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断,则电压表的示数____________________________(选填“变大”变小”或“不变”)
【答案】正负接线柱接反了0.31.14变大
【解析】 【详解】
(1)要使滑片P向右滑动时变阻器阻值变大,则滑片左侧电阻丝连入电路,即连接B点到小灯泡的右端,如下所示:
上海第二初级中学物理电功率单元达标训练题(Word版 含答案)
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