内容正文:
专题40 伏安法测小灯泡额定功率实验
【考点分析】
章节
考点
考试题型
难易度
电功率
伏安法测小灯泡额定功率
实验题
★★★
其他方法测小灯泡额定功率
实验题
★★★★
【知识点总结+例题讲解】
一、伏安法测小灯泡额定功率:
1.原理: ;
2.器材:电源、开关、电流表、电压表、 导线、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5 V)
3.实验方案:
(1)电路图:
(2)滑动变阻器的作用:
①保护电路;(当连入电路的阻值最大时,电流最小,可以起到保护电路的作用)
②改变小灯泡两端的电压;(以便测量小灯泡在不同电压下的实际功率)
6.结论:
(1)小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V× A = W;
(2)小灯泡的实际电功率随两端的电压增大而增大;
(3)小灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率,实际电功率越大,小灯越亮;
(4)通过图像发现:通过小灯的电流与电压并不成正比,原因是小灯的电阻随着温度的升高而增大。
【例题1】为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图所示的电路,实验中电源电压3V保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
A.多次实验的目的是减小误差
B.第4次实验数据是错误的
C.实验完毕断开开关,小灯泡的电阻可能是“1.2Ω”
D.第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2
【变式1】利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“3.8V“字样。如果闭合开关,实验操作过程中出现了以下几种情况,分析错误的是( )
A.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电压表的示数几乎等于电源电压,电流表几乎无示数,原因可能是小灯泡断路
B.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C.当小灯泡的实际电压为2.5V 时,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向左移动
D.电压表无示数,小灯泡不亮,可能是小灯泡短路
【例题2】在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中:
(1)用笔画线代替导线,将图甲补充完整。
(2)正确连线后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障可能是小灯泡 。
(3)排除故障后,移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W。
(5)若将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验 (选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系 B.探究电流与电压的关系
【变式2】小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)连接电路前,开关应 ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;(要求R的滑片向A端移动时接入电路中的电阻变大,导线不得交叉)
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电路 (选填“一定”或“不一定”)出现了故障;
(4)实验过程中,当电压表示数为1.8V时,为了测量小灯泡的额定功率,需将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,此过程中小灯泡明显变 ;
(5)根据测量的数据绘制成I﹣U图像(如图乙),得出小灯泡的额定功率为 W。分析图像还发现,小灯泡的电阻值是变化的,主要受 影响。
二、其他方法测小灯泡额定功率:
1.伏阻法:
(1)电路图:
(2)操作步骤:
①先闭合开关S和S1,移动变阻器的滑片,使灯泡两端电压为额定电压U额,记下电压表的示数U额。
②再闭合开关S2,断开S1 ,再读出此时电压表的示数为U1。
(3)计算:
①R0两端的电压为:U0= U1-U额;
②灯的额定电流:
③灯的额定功率:
2.安阻法:
(1)电路图:
(2)操作步骤:
①先闭合开关S和S2,断开S1,移动变阻器的滑片,使电流表A的示数为,这是通过R0的电流。
②再闭合开关S和S1,断开S2,保持滑片位置不变,再读出此时电流表的示数为I,这是通过小灯与R0的总电流。
(3)计算:
①灯的额定电流:
②灯的额定功率:
【例题3】日照市某校一合作学