内容正文:
专题29 测量小灯泡的电功率(判断电压表的位置)
一、题目类型
1. 电压表与滑动变阻器并联(图1),其特点是,移动滑动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示数一个变大另一个变小。
图1 图2
2. 一个电压表先后与小灯泡、滑动变阻器并联(图2)。此时,若滑动变阻器的滑片不变时,电源电压为两表示数之和。
二、例题分析
【例题1】(2023崇明区二模)小华做“测定小灯泡电功率”实验,所用器材如下:电源(电压保持不变)、电流表、电压表(0~15伏量程已损坏)、滑动变阻器、待测小灯(标有“0.2A”字样)、电键S以及导线若干。小华先正确串联实验器材,然后将电压表并联在电路中、闭合电键后,移动变阻器的滑片,将测得数据记录在下表中、小华在分析、思考后,换用“50Ω 2A”字样的滑动变阻器,重新正确串联电路,并将电压表并联在合适的电路两端,且实验步骤正确。闭合电键S后,观察到此时电流表、电压表的示数为0.1安、1.0伏。
物理量
电压(伏)
电流(安)
1
3.0
0.16
2
2.5
0.20
3
2.0
0.24
试完成下列问题:
(1)判断小灯泡正常发光的方法是 ;
(2)记录到上表中电流随电压减小而增大的数据,其原因是 ;
(3)实验所用的电源电压为 伏;小灯泡的额定电压为 伏;小灯泡的额定功率 瓦。
【例题2】(2023黄浦二模)小明做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯泡(标有“0.3安”字样)、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、开关、滑动变阻器(标有“20欧1安”字样)各一个、以及导线若干。他正确连接电路,并将滑片移到最大阻值处,闭合开关时观察到电表的示数如图(a)、(b)所示,小灯发光较暗,移动滑片P,发现电压表示数超出了量程。为了测出小灯的额定功率,他改变了电压表接入的位置,并调整了电源电压,然后闭合开关,移动滑片,又进行两次实验,数据如下表所示。
实验序号
电流表(A)
电压表(V)
1
0.30
2.5
2
0.32
2.2
①判定小灯正常发光的依据是 ;
②小灯正常发光时,电压表并联在 两端;
③说明小明对电源电压作出的调整,并求出小灯的额定功率P额。
【例题3】(2021青浦二模题)小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压不变)、待测小灯(标有“0.28A”字样)、电流表、电压表(只有0~3伏完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路进行实验,并按规范操作,闭合开关后,将测得的数据填在表中序号1中。他经过思考重新连接电路进行实验,将新测得的三组数据记录在下表序号2、3、4中。
① 小华同学判断小灯正常发光的方法是:________
② 请根据相关信息,求电源电压及小灯的额定功率_______。(需写出计算过程)
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3
0.24
2
3
0.24
3
2.2
0.28
4
1.7
0.30
三、综合训练
1.(2023浦东新区二模)小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电源电压可调,且为2伏整数倍)、标有“2.5伏”字样的小灯泡、电流表、电压表、标打“20欧2安”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。小华调好电源电压,正确串联实验器材,并将电压表并联在电路中。当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,小灯正常发光,电流表、电压表的示数如图(a)、(b)所示。然后小华断开开关,调节电源电压为原来的2倍,并选择合适的电表量程、将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端。闭合开关,移动滑片,当小灯再次正常发光时,观察滑动变阻器滑片的位置如图(c)所示。
(1)判断并说明电压表并联在电路中的位置。
判断:________________;理由:________________;
(2)请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P=________。(需写出主要推理和计算过程)
2.(2023松江二模)小华做“测定小灯泡电功率”的实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测小灯标有“0.3A”字样,小灯的额定电压是“3.8V”和“6.3V”中的一个,两个滑动变阻器(分别标有“10Ω 2A”和“50Ω 2A”),他选择其中一个滑动变阻器与电源、电流表、小灯、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小华闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,在表格中记录了两组数据。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
4.0
0.28
2