2024年中考物理复习辅导系列《用“口诀”突破测量小灯泡额定功率实验》

用“口诀”突破测量小灯泡额定功率实验 一、题型解析 1.操作口诀： 一测灯泡电压， 二需全程正常。 2.初出茅庐： 甲 乙 丙 解析：甲图：①闭合S1、S3，调节R1，使示数为UL额；②断开S3、闭合S2，示数为U2，则R2两端电压为U2－UL额；③小灯泡额定功率表达式：。 乙图：无法测出小灯泡的UL额，故不能测PL额。 丙图：闭合S1、S2，如图1所示；闭合S1、S，如图2所示。 图1 图2 可见，测量过程中，电压表正负接线柱会接反。 3.小试牛刀： 图3 图4 对图3分析： 第一步：“一测灯泡电压”。闭合S1、S3，断开S2，调节R1，使电流表示数为，因UR2=UL额，小灯泡正常发光，能测。 第二步：“二需全程正常。闭合S1、S2，断开S3，小灯泡L短路，不发光。所以无法测出PL额。 对图4分析： 第一步：“一测灯泡电压”。闭合S1、S3，断开S2，调节R1，使电流表示数为，因UR2=UL额，小灯泡正常发光，能测。 第二步：“二需全程正常。闭合S1、S2，断开S3，小灯泡L和R2并联，电流表测干路电流，记为I2。由于通过R2的电流不变，即UR2不变，故小灯泡两端的额定电压能测出，灯泡能正常发光。 通过小灯泡在额定电压下的电流可求： 于是，小灯泡的额定功率为： 4.精益求精： ①闭合S1、S2，断开S3，调节R1，使示数为UL额，灯泡正常发光，此时，小灯泡L和R1串联； ②闭合S1、S3，断开S2，调节R2，R1不动，使示数为UL额，灯泡也正常发光，此时，R2和R1串联，且RL=R2（等效替代）； ③将R1移至最左端时，示数为U1，U电源=U1；R1移至最右端时，示数为U2，R2滑片不动，相当于定值电阻。 则： ⇒ ④计算：由公式得： 总结：第一步：判断能否测；第二步：全程要正常。 二、典例引领 例题：小金同学使用标有“2.5V 0.3A”的小灯泡进行了实验，发现超过额定电压时，小灯泡发出耀眼的光，但再调回额定电压量，似乎又比正常发光的亮度暗了一些。为了验证观察到的现像，小金同学用刚才的灯泡重新测量实际功率（电源电压恒定）。 （1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。连接好电路后，将滑片滑至最大阻值处。闭合开关，小灯泡没有发光，检查电路连接无误，灯丝完好，但电流表电压表示数均较小，则灯泡不发光的原因是_______________________________，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为_______V。为使小灯泡两端电压等于2.5V，应调节滑动变阻器的滑片向_______（选填“A”或“B”）端移动。 （2）小金又改变滑动变阻器的阻值，测量出了5组数据，并测出了小灯泡的I-U关系图像，如图丙所示。该小灯泡在额定电压下的实际功率为________W。 （3）小金发现测量结果与标记值不同，于是用一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，用电压表设计了如图丁所示的电路，再次测量小灯泡在额定电压下的实际功率，请完成下列实验步骤： ①闭合开关S1，将S2接到触点2，移动滑片，直至电压表的示数为__________； ②再将开关S2接到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U2； ③灯泡实际功率P实=___________（用已知和测量的物理量表示）。 解析：（1）将电源、开关、滑动变阻器、电流表、小灯泡串联，且滑动变阻器选用“一上一下”两个接线柱串联使用，根据电源电压知电压表选用小量程与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电流知电流表选用小量程与小灯泡串联，电路连接如下图所示： 连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小； 灯在额定电压下正常发光，图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小：变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，小灯泡两端的电压达到2.5V； （2）根据绘制成图丙所示的I-U图像知，灯在额定电压下的电流为0.25A ，该小灯泡在额定电压下的实际功率