题目
小明做“测定小灯泡的电功率”实验时,所用器材有2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电表、开关和导线.如图甲是小明没有连接完的实物电路. (1)请你用笔画线代替导线,将缺少的两根导线接好. (2)若小明连好电路闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数.接下来应进行的操作______. A.更换开关 B.更换小灯泡 C.检查电路是否断路 D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 (3)实验中移动滑片P使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为______A,额定功率为______W. (4)小明在实验时使用了旧电池,实验中发现,即使不移动滑片,灯泡的亮度也逐渐变暗.小明猜想:“灯泡逐渐变暗是因为电池输出电压变小了”,请设计一简单的实验帮助小明检验他的猜想. ①主要器材:旧电池、导线、灯泡、______; ②简要做法:______.
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所属题型:问答题
试题难度系数:中档
答案
(1)将电流表、灯泡以及滑动变阻器串联,注意滑动变阻器按照一上一下的接线原则;如图所示:
(2)在闭合开关前,滑动变阻器是在阻值最大处,当连好电路闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,小灯泡不亮,说明电路中电阻太大,因此接下来的操作应该是:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光.故选D; (3)电压表测的是小灯泡两端的电压,当电压表示数为小灯泡的额定电压时,小灯泡才能正常发光; 电流表使用的0~0.6A,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,由指针所指位置可知,此时电流为0.2A, P=UI=2.5V×0.2A=0.5W. (4)①因为就“亮度逐渐变暗”产生的原因进行猜想,所以除了上述器材外,还要用到电压表. ②将电压表接在电池两端,观察电压表读数的变化. 故答案为:(2)D;(3)0.2;0.5;(4)①电压表;②将电压表接在电池两端,观察电压表读数的变化. |
考点梳理
初中三年级物理试题“小明做“测定小灯泡的电功率”实验时,所用器材有2节干电池、额定电”旨在考查同学们对
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:
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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。