内容正文:
物 理
第十八章 电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
C
不一定
0.625
C
1∶5
B
D
C
测量小灯泡的电功率
小明同学在做测量小灯泡电功率的实验时,他设计了如图所示的电路,正确操作并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是( )
A.检查电路是否某个位置接触不好,断路了
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
D.重新连接一次电路
[解析]由题意可知,电流表、电压表均有示数,所以此电路一定是通路,故A错误;电流表有示数说明小灯泡没有损坏,不需要更换小灯泡,故B错误;小灯泡不亮可能是小灯泡的实际功率太低,所以应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故C正确;电路没有断路,不需要重新连接,故D错误。
(湖北武汉中考模拟)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3 V,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
2题图
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并补画出正确连接的导线。
[答案] 如答图所示
2题答图
(2)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。
(3)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图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W。由图可知,滑动变阻器的规格应选择________。
A.10 Ω 1 A
B.15 Ω 1 A
C.25 Ω 1 A
D.30 Ω 1 A
(4)当电路中的电流最小时,小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率之比为________。
[解析](1)电压表应与灯泡并联,改正后的电路图如答图所示;(2)正确连接电路后,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小,小灯泡不亮很有可能是因为实际功率太小,所以电路不一定出现了故障;(3)根据小灯泡的I-U图像可知,小灯泡两端的电压等于2.5 V时,通过它的电流为0.25 A,所以小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.25 A=0.625 W;变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,由图像可知,小灯泡两端的电压最小为UL= 0.5 V,电路中的最小电流I小=0.1 A,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=3 V-0.5 V=2.5 V;由欧姆定律可得,滑动变阻器的最
大电阻R滑= eq \f(U滑,I小) = eq \f(2.5 V,0.1 A) =25 Ω,故滑动变阻器的规格应选C;(4)当电路中的电流最小时,由P=UI可知,小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率之比PL∶P滑=ULI小∶U滑I小=UL∶U滑=0.5 V∶2.5 V=1∶5。
测量小灯泡的电功率实验故障分析
小华在做如图所示的实验时,闭合开关S,两灯均发光,过了一会儿,灯L1突然熄灭,他发现一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小。他将灯L1、L2位置互换,再次闭合开关S,观察到两个电表指针均不动,若电路只有一处故障,则一定是( )
3题图
A.灯L1短路
B.灯L1断路
C.灯L2短路
D.灯L2断路
[解析]由题图知,两只灯串联,电压表测灯L1两端的电压,电流表测电路中的电流。如果灯L1短路,灯L1不发光,电流表示数变大,电压表示数为零;将灯L1、L2位置互换后,电流表指针偏转,电压表指针也偏转,故A不符合题意。如果灯L1断路,两灯都不发光,电流表示数为零,电压表示数变大;将灯L1、L2位置互换后,整个电路断路,电流表、电压表指针均不动,故B符合题意。如果灯L2短路,电流表、电压表示数都变大,故C不符合题意。如果灯L2断路,整个电路断路,电流表、电压表的示数均为零,故D不符合题意。
(甘肃金昌期末)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器滑片,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,原因可能是( )
A.变阻器总阻值太大
B.电压表量程太大
C.灯泡灯丝断开
D.电源电压太低
[解析]如果其他元件规格符合要求,滑动变阻器总阻值太大,当滑动变阻器接入电路的阻值变小时,电压表示数能达到灯泡的额定电压值,A不符合题意。电压表量程太大,只是指针偏转角度小,能使电压表示数达到灯泡的额定电压值,B不符合题意。灯泡灯丝断开,电路断路,灯泡不发光,C不符合题意。如果电源电压低于灯泡的额定电压,即使滑动变阻器连入电路的阻值为零,电压表示数也不会达到灯泡的额定电压值,D符合题意。
如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这个实验的具体操作中,手和眼睛最合理的分工应该是手移动变阻器的滑片,眼睛观察(