内容正文:
第十八章 电功率
专题八 测量小灯泡的电功率
1. 在测量小灯泡的电功率实验中,小华准备了以下器材:电源、标
有“2.5 V”字样的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、
导线若干.请回答下列问题:
(1)如图甲所示,请用笔画线代替导线正确连接电路.
如图所示:
甲
答案图
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到 (选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关S,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该
电路故障可能是小灯泡 .
B
短路
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察
表的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表
和电流表示数.
电压
2.5
(5)继续移动滑片P,让电压表示数低于2.5 V,某时刻电流表示数如
图乙所示,为 A,观察小灯泡亮度并记录电表示数;继续缓
慢移动滑片P,让电压表示数高出2.5 V少许,观察小灯泡亮度并记
录电表示数.小华根据实验数据作出了小灯泡的U-I图像,如图丙所
示,则小灯泡的额定功率为 W.
0.20
0.75
乙 丙
(6)根据小灯泡U-I图像和亮度变化,
还可以发现
.
小灯泡的温度升高,其
电阻变大
2. 在测量小灯泡的额定功率实验中,小潘选用的小灯泡L的额定电
压为2.5 V.
(1)小潘设计了如图甲所示的电路图,连接好电路后,闭合开关S,发
现电流表的指针向左偏转,如图乙所示,其原因是
.
电流表的正、
负接线柱接反了
甲 乙
(2)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置
时,电压表示数如图丙所示,为 V,要测量小灯泡L的额定
功率,滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数
为2.5 V,此时电流表示数为0.24 A,则小灯泡L的额定功率为 W.
1.80
左
0.6
甲 乙 丙
(3)实验结束后,小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率.于
是他找来了另一个电源(电压恒为8 V)、一个额定电压为6 V的小灯泡
L1和一个电阻R0为20 Ω的定值电阻等器材,设计了如图丁所示的电
路,并完成了实验.实验过程如下:
①断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电压
表的示数为 V,小灯泡L1正常发光;
②断开开关S2,闭合开关S、S1,保持滑动变阻器
的滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6 V;
③小灯泡L1的额定功率为 W.
2
2.4
丁
3. [科学探究]实验室购进了一批规格为“2.5 V 0.6 W”的小灯
泡,小盛设计了如图甲所示的实验电路来测小灯泡的电功率.
(1)小盛所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可
使电路连接正确,请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画线代
替导线画出正确的接法.
如图所示:
答案图
甲
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示
数,他接下来应进行的操作是 (填字母).
A. 更换小灯泡 B. 检查开关是否闭合
C. 移动滑动变阻器的滑片 D. 检查电压表是否断路
C
(3)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2 V,则应
向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,直到电压表
的示数为 V,此时电流表的示数(图乙)为 A,则小灯
泡的额定功率为 W.
右
2.5
0.30
0.75
甲 乙
【解析】(3)小灯泡发光,这时电压表的示数为2 V,要使小灯泡正常
发光,需提高小灯泡两端的电压,由串联电路的分压原理可知,应
将滑片向右移动,直到电压表示数为2.5 V;由题图乙知电流表使用
0~0.6 A测量范围,所以小灯泡正常发光时通过的电流为0.30 A,
小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.30 A=0.75 W.
(4)分析第(3)小问的数据,小盛认为该小灯泡不合格,他判断的理由
是 .若小灯泡的钨丝的粗细是一定
的,则该小灯泡内钨丝的长度 (选填“大于”“等于”或
“小于”)合格产品.
测得的额定功率大于0.6 W
小于
甲 乙
【解析】(4)由第(3)问知小灯泡的额定功率为0.75 W,而小灯泡上标
的额定功率为0.6 W,所以此小灯泡不合格;根据公式P=UI=可
知,电压一定时,电功率越大,电阻越小,而在粗细和材料相同的
情况下,钨丝越短,电阻越小,因此这个小灯泡内钨丝的长度小于
合格产品中钨丝的长度.
【实验拓展】
(5)同组的明月同学也设计了一个电路图(图丙),测出了这一批小灯
泡正常发光时的功率,其中定值电阻的电阻R=25 Ω.正确操作过程
如下:
①只闭合开关S和 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数
为I1= A.
②闭合开关S和 ,断开开关 ,保持滑
动变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数为I2.
③小灯泡额定功率的表达式为P额= (用
U额、I1和I2表示).
S2
0.1
S1
S2
U额(I2-I1)
丙
$$