内容正文:
18.3 测量小灯泡的电功率
一、实验探究题
1.在“测小灯泡电功率实验”中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障原因是 。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为 W。若使小灯泡正常发光,应将滑片向 。(填“左”或“右”)端移动。
2.在测定额定电压为3.8V的小灯泡 (电阻大约为10Ω)额定功率的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V且保持不变。
(1)请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮);
(2)若有 A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A) 三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器 (填“A”、“B”或“C”)连入电路,才能保证实验顺利进行;
(3)在实验中,若电压表示数为2V,则小灯泡的实际功率 额定功率(填“大于”、“小于”或“等于”);在此基础上,为了能测量小灯泡的额定功率,必须将滑片P向 (填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I﹣U图象,如图丙所示,结果发现图象不是直线,这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压 (填“成”或“不成”)正比,这是因为 。
3.在测量额定电压为2.5V 小灯泡的电功率实验中:
(1)图甲为小华连接的电路,其中有一根导线连接错误,请你在连接错误的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;
(2)小华在连接电路时,闭合开关前滑动变阻器滑片应移到 端(选填“A”或“B”),小灯泡正常发光后移动滑片小灯泡突然不亮,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,接下来小华应进行的操作是 ;(填字母)
A.更换小灯泡 B.移动滑动变阻器滑片
C.检查开关是否接触不良 D.检查电压表是否断路
(3)当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)实验前张老师在实验室测得小灯泡正常发光的功率比铭牌上标定的功率要小一些,张老师猜想可能该灯泡灯丝长度比标准的 (选填“长”或“短”)。
4.小华同学利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表没示数,电压表有示数,则电路中的故障可能是 ;
A.小灯泡短路 B.滑片接触不良
C.小灯泡断路 D.电压表短路
(2)连接好电路,检查无误后开始实验,小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡的图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验中,有A“ 2A”、B“ 2A”、C“ 2A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 (选填“A”“B”或“C”);
(4)测出小灯泡的额定功率后,琳琳又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”)。
5.在“测量小灯泡功率”的实验中,小灯泡上标有“2.5V”的字样。小明连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表的示数始终如图乙所示,小灯泡发光,发生此现象的原因可能是 ;
(2)排除故障后,闭合开关,此时滑片P在滑动变阻器B端,看到小灯泡不发光,电流表和电压表有微小示数,则此时小灯泡 (选填“消耗”或“不消耗”)电功率;要使小灯泡正常发光滑片应向 (选填“C”或“D”)端移动;
(3)当小明移动滑片P将电压表示数调到2.5V时,电流表示数如图丙所示,为 A,则此时小灯泡的功率为 W;
(4)为了完成本次实验,以下滑动变阻器的规格合适的是______(选填字母代号);
A.10Ω,1A B.30Ω,0.5A C.50Ω,0.1A
(5)接着小明将一额定功率相同的LED灯替换小灯泡L接入电路中,发现当LED灯正常工作时其亮度远高于小灯泡L的亮度,下列说法正确的是______。
A.通过LED灯的电流大于通过小灯泡L的电流
B.LED灯的实际功率大于小灯泡L的实际功率
C.相同时间内LED灯消耗的电能等于小灯泡L消耗的电能
6.小融在测量“小灯泡电功率”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,连接电路如图甲所示。
(1)图甲是小融连接的部分实物图,为了使滑片右移时灯泡变暗,请你用笔画线代替导线连接好电路(导线不得交叉); 连接电路时,开关应 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数,则可能的原因是小灯泡 (选填“短路”或“开路”)。排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为 A,此时小灯泡功率为 W;
(3)若不考虑温度对灯泡电阻的影响,将该灯泡和规格为“3V 2W”的灯泡串联在一起,则该灯泡比“3V 2W”的灯泡更 (选填“亮”或“暗”);
(4)同组的小江又找来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。只将5Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V。接下来断开开关,保持滑片位置不变,取下5Ω的定值电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,应将滑动变阻器阻值调 (选填“大”或“小”)。在用20Ω的电阻替换15Ω的电阻后,小江发现电压表示数始终不能调为2V,小融、小江经过讨论,发现通过调节电源电压可以完成实验,电源电压在2V和 V之间时,可以顺利完成整个实验。
7.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)图甲是某同学设计的实验电路图,其中 (填字母);
A.a是电流表,b是电压表 B.a是电压表,b是电流表
C.a是电流表,b是电流表 D.a是电压表,b是电压表
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流为 A;
(3)调节滑动变阻器的滑片,让小灯泡两端的电压逐渐减小,发现灯泡变暗直至完全不发光。此过程中灯丝的温度 (填“逐渐升高”“保持不变”或“逐渐降低”);
(4)测量数据如表所示。分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻 (填“越大”“不变”或“越小”);
电压
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
电流
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
(5)小灯泡的额定功率是 W。
8.小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 ;
(3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;
(4)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;小丽根据记录的多组I﹣U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W;
(5)小丽根据小灯泡的I﹣U图象(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大,你认为原因是 。
9.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)连接完电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电压表的示数接近电源电压,电流表无示数,则发生故障的原因可能是 ;
(3)闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图丙所示),分析图像可知:
①小灯泡的额定功率为 W;
②当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),导致该现象的原因是 ;
③实验中观察到:当小灯泡两端的电压低于0.5V时,小灯泡不发光,根据图像分析其原因是 。
10.利用如图所示的电路,实验小组测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路图连接完整 (要求连线不得交叉);
(2)在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则其原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向 (选填“左”或“右”)侧移动。当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表的读数为 A,则小灯泡额定功率为 W;
(4)继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组数据,并绘制成图像,如图丙所示。由图像可知,小灯泡的电阻是变化的,其主要原因是 ;
(5)在实验拓展环节,另一实验小组同学在原实验装置基础上,不用电流表,但多用了一个开关,测出另一个额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,设计出了如图丁所示的电路图:
①按图丁连接电路后,首先闭合开关,移动滑动变阻器,使电流表的示数为 A;
②再闭合开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,记下电流表示数为0.4A;
③她根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率 W。
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