题目
明明和兰兰同学做“测定小灯泡功率”的实验,小灯泡标有“3.8V,1.5W”,电源电压6V,其他器材若干. (1)明明同学连接电路时,电流表、电压表、滑动变阻器接法匀正确,连接完电路最后一根导线时,灯泡发出很强的光,电流表超量程;兰兰同学接成如图甲所示实物图. 请你根据以上信息填写下表:
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存在的问题 |
导致的结果 |
解决的方法 |
明明 |
1 |
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2 |
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兰兰 |
1 |
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2 |
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(2)电路连接正确后重新实验,电流表、电压表示数如图乙所示,电流表示数为______A,电压表示数为______V,小灯泡功率______W,灯泡发光2min消耗电能为______J. |
所属题型:问答题
试题难度系数:中档
答案
(1)连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明①连接电路时开关没有断开,导致开关不能控制电路,解决的方法是断开开关; ②滑动变阻器的滑片没调到使连入电阻最大的位置,这样电流过大,损坏器材,因此片应在阻值最大位置; 由图可知,兰兰将电流表与灯泡并联,电流表的电阻较小,所以电流没有流经小灯泡,因此小灯泡不发光; 电压表与灯泡串联,电压表的电阻太大,电压表通过的电流不足以支持小灯泡发光,所以这样的导致结果也是灯泡不发光;解决的方法是将电压表与电流表交换位置即可.答案见下表:
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存在的问题 |
导致的结果 |
解决的方法 |
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明明 |
1 |
连接电路开关没断开 |
开关没有控制电路 |
断开开关 |
(1分) |
2 |
连接电路滑片在阻值最小位置 |
电流过大,损坏器材 |
滑片在阻值最大位置 |
(1分) |
兰兰 |
1 |
电流表与灯泡并联 |
灯泡不发光 |
电压表与电流表交换位置 |
(2分) |
2 |
电压表与灯泡串联 |
灯泡不发光 | (2)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,则其分度值为0.02A,由指针位置可读出此时电流值为0.24A; 由图可知,电压表所选量程为0~15V,则其分度值为0.5V,由指针位置可读出此时电压值为3V; 小灯泡功率P=UI=3V×0.24A=0.72W; 灯泡发光2min消耗电能为W=Pt=0.72W×120s=86.4J. 故答案为:0.24;3;0.72;86.4. |
考点梳理
初中三年级物理试题“明明和兰兰同学做“测定小灯泡功率”的实验,小灯泡标有“3.8V,1”旨在考查同学们对
电流的测量,电流表的使用及读数方法、
电压的测量,电压表的使用、
电功或电能的计算、
测量电功率的实验、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
此练习题为精华试题,现在没时间做?添加到收藏夹,以后再看。
根据试题考点,只列出了部分最相关的知识点,更多知识点请访问初三物理。
- 电流的测量,电流表的使用及读数方法
- 电压的测量,电压表的使用
- 电功或电能的计算
- 测量电功率的实验
考点名称:电流的测量,电流表的使用及读数方法
电流表的测量方法和技巧
首先要明确你需要测量的是什么电流(交流还是直流)?是什么设备产生的电流(变压器、电动机或者其他设备)?
一般情况下测量电流的设备:
1、电流表 电流表有两种:
1)、直入式:直接串在一次电路中。这种适用于直流电路和小电流交流电路中。
2)、和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流。这种适用于大电流交流回路及高压回路。
2、万用表 万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限。适用于直流回路和小电流交流回路。
3、钳型表 这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流。但这种不适合高压线路。
电流表及其使用方法、读数方法如下表
考点名称:电压的测量,电压表的使用
电压(交流电压)的测量方法:
1、选档:交流电压档用V表示("V"表示电压,"-"表示交流),也有的万用表用AC表示。在V框内有10、50、250、500、1000五档。选档方法同直流电压档。
2、表笔接法:测量交流电压时,表笔并联在被测电压两端,表笔不分正、负。
3、读数方法:交流的五档和测直流电压时一样都看从上向下数的第二行刻度线,标有V的那行,读数方法也和测直流电压相同。
电压表的特点:
电压表内阻很大,接入电路后相当于开路。由于这个特点,电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联,电路就相当于开路了。
电压表的使用方法,读数方法
考点名称:电功或电能的计算
电能是表示电流做多少功的物理量,电能指电以各种形式做功的能力(所以有时也叫电功 ),分为直流电能、交流电能,这两种电能均可相互转换。
电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路):W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R,W=Pt,W=Uq。
电能单位是“度”,它的学名叫做千瓦时,符号是kW·h。在物理学中,更常用的能量单位(也就是主单位,有时也叫国际单位)是焦耳,简称焦,符号是J。它们的关系是:1kW·h=3.6×106J,电能公式:W=UIt=Pt 根据欧姆定律(I=U/R)可以进一步推出:W=I2Rt=U2t/R
电功计算:
1. W=UQ电
电能也是一种能量,而这种能量的实施者就是电荷,电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者,每个电荷从A点到B点做的功就是电压,两者相乘就是AB的电功,就是消耗的电能
2. W=UIt
我们来看一下电功的含义,电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器,也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功,电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量,时间也有了,那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt
3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间,在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间,同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间。
W=I2Rt (纯电阻电路)
考点名称:测量电功率的实验
测量电功率实验的目的和原理:
1. 实验目的:
1)测定小灯泡额定电压下的电功率;
2)测定小灯泡略高于额定电压下的电功率;
3)测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。
2. 实验原理:P=UI
根据公式P=UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式P=UI计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法,这种方法又被称为“伏安法”。
3. 实验方法:伏安法
伏安法测小灯泡的电功率:
实验电路图 |
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实验器材 |
电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干 |
实验步骤 |
(1)按电路图连接好电路;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数(注意:小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数。
(5)计算出三种情况下小灯泡的电功率
(6)断开电路,整理器材。 |
实验表格 |
次数 |
电压U(V) |
电流I(A) |
电功率P(W) |
灯泡亮度 |
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实验结论 |
U实=U额,P实=P额,正常发光;
U实>U额,P实>P额,比正常发光更亮;
U实<U额,P实<P额,比正常发光更暗。 |
注意事项 |
(1)选择的器材规格要合适,例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流;
(2)连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处;
(3)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡 |
伏安法测电阻与测功率的异同点:
补充:
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率,不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压,因电阻阻值不变,这是为了多测几组对应的电压、电流值,多测几次电阻值,用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时,由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下,小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流,不是为了多次测量求平均值。
随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,小灯泡的实际功率是不断变化的,因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况,所以电功率不能求平均值。