题目:
(2008·南昌)小刚同学做“测小灯泡的额定功率”实验时,已知小灯泡的额定电压是3.8V,其中电源是三节新的干电池,灯丝电阻大约10Ω,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样.
(1)如图所示的是小宜同学连接不完整的实验电路,请你用笔画线代替导线帮他将图中未连接部分连接好,要求:电压表、电流表选择合适的量程,滑动变阻器的滑片向右移动使连入电路的阻值减小.
(2)当小宜同学闭合电路的开关后,电路中可能出现一些不正常现象.
第一种:小灯泡较暗,滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度,可能在连接电路时把滑动变阻器的
AB
AB
(填“AB”或“CD”)两端点连入了电路中.
第二种:小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数为4.5V,可能小灯泡处
断路
断路
(填“短路”或“断路”).
(3)小宜同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率,改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,如下表:
实验序号 |
电压表示数/V |
电流表示数/A |
功率/W |
额定功率/W |
1 |
3.00 |
0.36 |
1.08 |
P额==1.50 |
2 |
3.80 |
0.40 |
1.52 |
3 |
4.50 |
0.42 |
1.89 |
老师认为小宜同学通过三次测量得到三组数据,算出三个电功率值,再求平均值得到额定功率的数据处理方法有误,为什么?
(4)你认为正确测量结果P
额=
1.52
1.52
W.
答案
AB
断路
1.52
解:(1)灯泡额定电压为3.8V,电压表选择0~15V,电压表与灯泡并联,
灯泡电流约为I=
=
=0.38A,
电流表选择0~0.6A,灯泡串联在电路中,
电流从电压表和电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,
滑片右移,滑动变阻器电阻变小,滑动变阻器选择右下端接线柱和上面任意接线柱串联在电路中,如图:
(2)第一种:灯泡较暗,电路电流较小,电流电阻较大,滑动变阻器电阻较大,移动滑片,电路电阻不变,所以,滑动变阻器接入A、B接线柱.
第二种:灯泡不亮,电流表示数为0,电路断路,电源有3节干电池串联,电源电压为4.5V,此时电压表示数为4.5V,电压表测电源电压,电压表串联在电路中,灯泡断路.
(3)灯泡的电压不同,电流不同,功率不同,求功率的平均值,得到额定功率是错误的.
额定功率一定是灯泡额定电压下的功率,测量其它电压下的功率是无意义,计算平均值更无意义.
由表格知,灯泡在3.8V下的电功率为1.52W.
故答案为:(1)电路连接如图所示;(2)AB;断路;(3)因为额定功率是灯泡在额定电压下的功率,当滑动变阻器的阻值变化时,灯两端的实际电压也变化,实际功率随着变化,多次测量求平均值算出的功率不是额定功率,没有意义;(4)1.52.
考点梳理
探究用电器的电功率实验;实物的电路连接;滑动变阻器的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;电功率的计算.
(1)灯泡额定电压为3.8V,电压表选择0~15V,并联在灯泡两端,测灯泡电压.
知道灯泡的额定电压和电阻,根据欧姆定律求出电流,确定电流表的量程,电流表与灯泡串联在电路中.
注意电流表从正接线柱流入,从负接线柱流出.
滑动变阻器滑片右移,连入电路的阻值减小,滑动变阻器接入右半段,滑动变阻器接入右下端接线柱,上面接线柱任意选择,串联在电路中.
(2)滑片移动不能改变判断的亮度,滑动变阻器都接上面或下面两个接线柱,再由灯泡始终较暗,来判断滑动变阻器接入的接线柱.
灯泡不亮,电流表示数为0,电路断路,电压表等于电源电压,可以判断故障问题.
(3)灯泡在不同电压下,电流不同,功率不同,求功率的平均值无意义.
(4)利用灯泡的额定电压和额定电流值,根据P=UI计算功率.
(1)电路故障问题:灯泡不亮可能是灯泡断路或短路,灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联联在电路中,电压表测量电源电压;灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
(2)物理上要进行多次实验,有的是多次实验求平均值来进行误差,有的是多次测量发现其中的规律.
实验题;作图题;压轴题;错解分析题;实验分析法.