人教版物理九年级下册 电功率单元试卷(word版含答案)
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人教版物理九年级下册电功率单元试卷(word版含答案)
一、初三物理电功率易错压轴题(难)
1.(5)[6]为达到最佳的灭蚊效果,小明应选用的粘胶类型为粘性最强的,即残留的芝麻数量最多的A胶。
故选A。
小亮利用以下器材:电源(电压恒为6V)、滑动变阻器、开关各一个,电压表、电流表各一只,三个定值电阻R1、R2、R3,大小分别为10Ω、15Ω、20Ω,导线若干,来探究“电流与电阻的关系”。
(1)图甲是小明连接的实物电路,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)电路连接正确后,闭合开关后,移到滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表所示。
老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。
当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因______。
改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为______A(如图乙所示)。
综合分析数据可得:电压一定时,______。
(3)完成上述实验后,小亮还想测定一个U额=2.5V的小灯泡的额定功率,他发现电流表已坏,于是向老师要了一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图所示的电路,测出了小灯泡的额定功率。
请帮他完成实验步骤:
①连接好实验电路,______,移动滑片,使电压表示为______V。
②保持滑片的位置不动,______,读出电压表示数为U。
③小灯泡的额定功率表达式P额=______。
(用物理符号表示)
【答案】电流表超出量程 0.8 电流与电阻成反比将开关S1闭合,S2拨到触点2 2.5 将S2拨到触点1
()
U U U
R
-
额额
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题目中的电流表表盘知,电流表选择0~0.6A量程,电流表与电阻串联,电源电压为6V,电压表选择0 ~15V量程,电压表与电阻并联,滑动变阻器选择一上一下接线柱,串联在电路中。
由图可知,电阻R被短路,没有接入电路中,正确的电路图为
(2)[2]若再接入5Ω的电阻时,实验不能正常进行,是由于超过了电流表所选的量程。
[3]电阻两端的电压为4V,根据
U
I
R
=,电流表选择0~3A量程,所以示数为0.8A。
[4]综合数据分析可知,电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(3)①[5][6]连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V。
②[7]保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S2拨到触点1,读出电压表示数U,电压表测
量灯泡和
R 0的总电压。
③[8]此时定值电阻R 0两端的电压
U 1=U -U 额
通过灯泡的电流
1100
U U U I I R R -===额额 则小灯泡的额定功率为
2.“测小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V 的电源,额定电压为2.5V 的待测小灯泡,电阻约为l0Ω,电流表(0~0.6A ,0~3A ),电压表
(0~3V ,0~15V ),开关和导线若干.还有标有“10Ω 2A ”的滑动变阻器A 和标有“5Ω 1A ”的滑动变阻器B .
(1)若小明设计电路如图甲所示,请选择合适的量程,并用笔画线代替导线将图甲的实验电路图连接完整__________-;
(2)本实验选择的滑动变阻器是_____(选填“A ”或“B”);
(3)当滑动变阻器的滑片P 移到某一位置时,观察到电压表示数如图乙所示,根据所选正确量程,其示数为_____V ;
(4)为了测量小灯泡额定功率,此时应该将变阻滑的滑片P 向_____(选填“A ”或
“B ”)移动.当电压达到小灯泡额定电压时,小灯泡正常发光,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_____W .
(5)小明综合分析实验数据发现,灯泡越亮时灯丝的电阻越大,说明灯丝的电阻_____.
【答案】 A 2 B 0.5 随温度的升高而增大
【解析】
【分析】
(1)电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路;根据灯泡的额定电流选择电流表的量程,然后与小灯泡的左侧相连;根据小灯泡的额定电压选择电压表量程;
(2)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路
中的阻值即可选择器滑动变阻器的规格;
(3)根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数;
(4)电压表的示数小于灯泡的额定电压,要使灯泡正常工作,灯泡两端电压增大到
2.5V ,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小;看清电流表的量程和分度值,读出电流表示数,利用P=UI 求出其电功率;
(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大.
【详解】
(1)灯泡的额定电压为2.5V ,则电压表的量程为0~3V ,且与灯泡并联;
小灯泡的额定电流约为: 2.5V 10Ω
0.25A U I R ===
,则电流表的量程为0~0.6A ,且与灯泡串联;如下图所示:
(2)灯泡正常发光时的电压等于额定电压U L =2.5V ,
根据欧姆定律可知此时电路电流约为: 2.5V 10Ω
0.25A U I R ===
, 滑动变阻器两端电压U 滑=U ﹣U L =4.5V ﹣2.5V=2V ,
此时滑动变阻器接入电路的阻值8Ω0.252V A
U I R ===滑, 所以本实验中应该选择规格为“10Ω 2A”的A 滑动变阻器;
(3)电压表使用0~3V 量程,分度值为0.1V ,故电压为2V ; (4)要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2V 增大到2.5V ,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小,滑片向B 端移动,使电压表的示数为2.5V 为止; 电流表的量程为0~0.6A ,分度值为0.02A ,此时示数为0.2A ,小灯泡正常发光,U=2.5V ,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W ;
3.P 额=U 额I 额=4V×0.2A =0.8W .聪聪在实验室中找到学生电源,四个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω ), “25Ω 1A"的滑动变阻器R 1、最大阻值未知的滑动变阻器R 2、电流表、电压表、开关及导 线若干,完成了下列电学实验.
(一)探究“电流与电阻的关系”
(1)如图甲是聪聪连接的电路,还有一根导线没有接上,请你用笔画线代替导线将 电路连接完整,并保证连接这根导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处;
(_______)
(2)正确连接后,闭合开关,聪聪发现电流表无示数,电压表示数极大、可能是定值电阻发生了________(填“短路”或“断路” ).
(3)实验中保持电压表的示数为2V不变,为保证四个定值电阻单独接入电路都能完成实验,电源的电压值不应超过 _________ V.
(4)正确完成四次实验后,可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 _____________.(5)聪聪又在实验室中找到一个标有“0.3A”字样的灯泡,他想用这个灯泡探究“电流与电压的关系”,老师告诉他不可以,原因是________________________________________.(二)测量滑动变阻器R2的最大阻值
(1)聪聪连接了如图乙所示的电路,将滑动变阻器R2的滑片调至最右端,闭合开关,适当调节R1的阻值,电流表和电压表的示数如图丙所示,电流表的示数为_________ A,R2的最大阻值为_________Ω.
(2)实验中至少需要测量三组数据,目的是 _________(填“寻找普遍规律”或“减小误差”).
(三)聪聪又找来最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R4,利用学生电源(电压调为12V不变),设计了如图丁所示电路,测量标有“0.3A”字样灯泡的额定功率,清将他的实验过程补充完整:
(1)只闭合开关S、S2,将滑动变阻器_________的滑片调到阻值最大处,移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为_________ V,此时灯泡正常发光.
(2)保持两个滑动变阻器的滑片位置不动,只闭合关S、S1,读出电压表的示数为7V.(3)灯泡的额定功率P额=_________W.
【答案】断路 4 反比灯丝电阻随温度的升
高而增大 0.2 10 减小误差R4 6 1.5
【详解】
第一空.连接这根导线后滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处,则接入的滑动变阻器下端接线柱应远离滑片,即下端应接左端接线柱.如图:
第二空.闭合开关,电流表无示数,说明电路不通,某处发生了断路;电压表示数极大,说明与电压表并联的元件断路,导致电压表相当于直接测电源电压.所以故障可能是定值电阻发生了断路.
第三空.根据串联电路分压规律可知,保持电压表的示数为2V不变,当25Ω定值电阻接入电路、滑动变阻器R1调到阻值最大时,电源最大.R1最大阻值为25Ω,与25Ω定值电阻阻值相同,所以R1两端电压与定值电阻两端电压相等,为2V,则电源电压为
2V+2V=4V.所以电源的电压值不应超过4 V.
第四空.保证每次定值电阻两端电压都是2V不变,测得每次的电流值随定值电阻的阻值增大而减小.所以可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比.
第五空.要探究“电流与电压的关系”,要控制电阻一定、改变电压,看电流大小随电压大小如何变化.因灯泡在不同电压下的亮度不同,灯丝的温度不同,会影响灯丝的电阻,所以若用灯泡探究“电流与电压的关系”,灯丝的电阻会改变,不能完成实验.
第六空.由乙图可知,R2的滑片调至最右端时其阻值最大,电压表测R2两端电压.由丙图可知,电压表的分度值为0.1V,示数为2V;电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A.
第七空.R2的最大阻值为:
R2=U
I
=
2V
0.2A
=10Ω.
第八空.R2的最大阻值是一定的,实验中至少需要测量三组数据,是为了取平均值减小误差.
第九空.由丁图可知,当只闭合开关S、S2时,灯泡L、R3、R4串联,电压表测R4两端电压.若将R3的滑片调到阻值最大处,要使灯泡正常发光,则电路中电流要为0.3A,此时R3两端电压为:
U R3=IR3=0.3A×30Ω=9V,
而在步骤二中,电压表测R3、R4的总电压,其示数为7V,小于上面计算的9V,说明将滑片置于阻值最大处的滑动变阻器不是R3,应该是R4.
第十空.将R4的滑片调到阻值最大处,电路中电流要为0.3A,此时R4两端电压为:
U R4=IR4=0.3A×20Ω=6V.
所以应该移动R3的滑片,使电压表示数为6V,此时灯泡电流为0.3A,灯泡正常发光.
第十一空.再只闭合关S、S1,电压表测R3、R4的总电压,其示数为7V,则灯泡L两端电
U L=12V-7V=5V.
则灯泡的额定功率为:
4.本题考查的是“测量小灯泡的电功率”实验,涉及了实物电路的连接、实验操作和注意事项、电表的读数、功率的计算等,最后一问要结合图象和串并联电路的性质进行分析,由于灯丝电阻会随电压的变化发生变化,所以不能先求电阻,再进行计算.将几十个小彩灯串联后接在照明电路上,形成一串五光十色的彩灯带,当其中一个小彩灯灯丝烧断后,彩灯带却不会熄灭,其原因是:小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联.当灯丝正常发光时,金属丝与灯丝支架不导通;当灯丝烧断时,金属丝与灯丝支架瞬间导通,其他小彩灯仍能发光.为探究小彩灯的这一结构,小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验.
(1)请用笔画线代替导线,在甲图中将实物电路连接完整.
(_______)
(2)正确连接电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因是_________.
(3)排除故障,正确操作测得实验数据及现象记录如下表.
①小彩灯的额定功率为_________W;
②在图乙中,作出灯丝烧断前的I-U关系图像;
(________)
③分析图像可知;小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而________.
(4)实验中发现,灯丝烧断后,小彩灯并没有导通,其原因可能是___________.
【答案】灯泡短路 1
增大没有达到一定的电压,金属丝上的绝
缘材料仍没有被击穿
【解析】
【详解】
第一空.滑动变阻器采取“一上一下”的连接方式,电压表与小彩灯并联,根据题意应接0—15V的量程,电路图如下:
第二空.正确连接电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表被短路,电路故障是灯泡短路;
第三空.小彩灯额定电压是5V,查表知此时电流是0.20A,小彩灯的额定功率:
P=UI=5V×0.2A=1W;
第四空.根据表中数据在图乙中描点连线,得丝烧断前的I-U关系图像如下:
第五空.由图像可知I-U图像不是一条直线,而是一条曲线,故可知灯泡电阻随其两端电压的增大而增大;
5.P m=R0I1×(I2﹣I1)。
在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U额=2.5V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
(_______)
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为___A,则小灯泡的额定功率是________W。
(3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。
其中,定值电阻的阻值为R0。
先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为v
;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关________、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额=___________(用R0、U额、I的代数式表示)。
【答案】 0.28 0.7 S1U额(I-
U
R
额)
【解析】
【详解】
(1)将变阻器的最大阻值连入电路中,连接变阻器的左下方接线柱,如下图所示:
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流表示数(如图乙)为0.28A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
6.考点:电路连接;滑动变阻器的使用;电压表使用;电路故障判断;电流表读数;电功率计算;实验评估.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关.他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲两个容器的电阻丝接到电路中_______-.
(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫_____.
(3)接好电路,闭合开关,通电一段时间后,_____(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,_____越大,所产生的热量越多.
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示).移走图甲中的电阻,换接图乙中的电阻到电路中,重新做这个实验.此时通过两容器中电阻的电流不同,在通电时间相同的情况下,观察U 形管中液面高度变化,由此得到的结论是_____
(5)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则Q=_____.【答案】转换法右电阻在电阻
和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多 I2Rt
【解析】
【分析】
(1)根据“在电流和通电时间相同时,导体产生的热量与电阻大小的关系”,可确定是串联电路,以根据电流流向法,从电源的正极出发依次连接电路元件,然后回到电源负极即可;
(2)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过液面高度差的变化来反映;
(3)由电路图可知两电阻串联,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,据2
=比较两电阻产生的热量关系,密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,U形Q I Rt
管内两液面的差值变大,据此进行解答;
(4)探究电流产生热量跟通电电流关系时,控制通电时间和电阻不变;
(5)根据焦耳定律的公式分析.
【详解】
(1)将滑动变阻器,两相同的透明容器中的U形管,开关,逐一顺次连接即可,滑动变阻的连线要注意一上一下,如下图所示:
;
(2)电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量,通过U形管内液柱的高度差来反映,这种方法是初中物理常用的转换法;
(3)因串联电路中各处的电流相等,所以,两电阻丝串联时通过它们的电流相等;由
2Q I Rt = 可知,在电路和通电时间相同时,右侧电阻较大,产生的热量较多,密闭空气吸收热量后,体积膨胀,右侧气体膨胀更大所以B 管中的液面较高;
(4)在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,B 端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I I 右左= ,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知12I I I 右= ,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,12I I =,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,根据U 型管液面的高度可知,电流越大,热量越多;故结论为:在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多;
(5)由焦耳定律可知,2Q I Rt = .
故答案为(1). 见详解. (2). 转换法 (3). 右 (4). 电阻 (5). 在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多 (6). I 2Rt
【点睛】
7.因为灯泡的灯丝电阻是随温度而变化的,所以只要能得出电压越高,实际功率越大的结论即可,而多次测量时因为灯丝电阻的变化,意义不大.某同学做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为4V ,小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样
(1)在检查仪器时,发现电流表的指针如图a 所示,则他接下来的操作是 .
(2)请你根据图b 电路图用笔画线代替导线,将图c 中未完成的电路连接好.要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,导线不能交叉.
(3)检查仪器和电路无误后,闭合开关,调节调动变阻器片到某一位置时,电压表示数如图d 所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将滑片适当地向 (选填“左”或“右”)移动,同时眼睛应观察 .
(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据画出了如图e 所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象.由此可知,小灯泡的额定功率为 W ,小灯泡灯线形电阻随电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”).
(5)完成了上述实验后,小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况,找来小磁针、铁屑、硬纸板等,做了如图f所示的实验,发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈,并找到了判断直导线周围磁场的方法:“用右手握住直导线.让大拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向.”请你用小明的方法判断如图g中小磁针北极转向.图h中小磁针北极转向(两空均选填“纸内”或“纸外”).
【答案】(1)调零;(2)见下图(3)左;电压表示数,使电压表示数为2.5V;(4)0.625;增大;(5)纸外;纸内.
【解析】
试题分析:(1)使用电表前,仔细观察指针是否指在零刻线,如不是,需要调零;
(2)根据题目要求,滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧,连入电路的阻值变大,由图可知滑动变阻器的下接线柱应接左侧;
(3)由电压表的示数可知,电压为2.7V大于额定电压,现要测定小灯泡的额定功率,就要求小灯泡两端电压为2.5V,根据串联分压特点,滑动变阻器的滑片应向左移;同时观察电压表直到2.5V;
(4)由图5可知,小灯泡2.5V时的电流,由P=UI可求额定功率,小灯泡电阻受温度影响较大,随电压增大而增大;
(5)根据用右手握住直导线.让大拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向,先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向,然后根据小磁针静止时,北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向.
解:(1)电表的使用注意调零,观察量程、分度值;由图1可知需要调零;
(2)滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧;
(3)由电压表的示数可知,电压为2.7V>2.5V,根据串联分压特点,滑动变阻器的滑片应向左移,增大滑动变阻器阻值分去多余的0.2V电压;同时观察电压表到示数为2.5V为
止;
(4))由图5可知,小灯泡2.5V时的电流,I=0.25A,P=UI=2.5V×0.25A=0.625w,
小灯泡电阻受温度影响较大,故随电压增大而增大;
(5)伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指的方向为磁场的方向,故图7导体正下方磁场方向向外,即小磁针静止时N极的指向为纸外;图8中磁场方向垂直纸面向内.
故答案为(1)调零;(2)如下图
(3)左、电压表示数;(4)使电压表示数为2.5V、0.625、增大;(5)纸外;纸内.8.在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,所用小灯泡标有“3.8V”字样。
(1)要使滑动变阻器的滑片P向右滑动变阻器阻值变大,请你用笔画线代替导线将如图甲实物电路连接完整。
______
(2)若闭合开关时,发现电压表的指针速转动到左边无刻度处,这是由于电压表
____________________ 。
(3)检查连接无误后,张鹏调节滑动变阻器的滑片使小灯泡刚好正常工作,此时电流表读教如图乙,则小灯泡的正常工作电流是________________________________A,小灯泡的额定功率为________________W。
(4)若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断,则电压表的示数
____________________________(选填“变大”变小”或“不变”)
【答案】正负接线柱接反了0.31.14变大
【解析】
【详解】
(1)要使滑片P向右滑动时变阻器阻值变大,则滑片左侧电阻丝连入电路,即连接B点到小灯泡的右端,如下所示:
(2)若闭合开关时,发现电压表的指针快速转动到左边无刻度处,说明电压表正负接线柱接反了。
(3)检查连接无误后,张鹏调节滑动变阻器的滑片使小灯泡刚好正常工作,此时电流表示数如图乙,电流表使用小量程,分度值为0.02A,此时读数即小灯泡正常工作电流是
0.3A;
根据得小灯泡的额定功率为:。
(4)若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断,此时电压表实际串联在电路中,通过其它元件连接到电源两极,能测出电源电压,而原来测灯的电压,所以电压表的示数变大。
【点睛】
9.为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一),消耗的电功率是否相同,某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡.
(1)请你帮他设计电路,并画出电路图;
(________)
(2)他还准备了:蓄电池(6V),电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V
0~15V)、滑动变阻器R1(10Ω 0.6A)、滑动变阻器R2(50Ω 0.6A)、开关、导线若干.为了完成实验,应选择滑动变阻器_____接入电路,电压表选用_____量程;
(3)由实验测得,通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示.由图可知,小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流是_____A,此时消耗的电功率为_____W;
(4)通过数据分析可以得出:_____.
【答案】 R2 0﹣3V 0.20.5小灯泡在不同电压下的功率不同
【解析】
【分析】
(1)由实验目的确定要测量的量结合归纳法,据此画出电路图;
(2)(3)灯在额定电压下灯正常发光,根据通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线找到,小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流,此时消耗的电功率为P =U L I 求灯的额定功率;根据欧姆定律求灯正常发光时的电阻大小,根据串联电路电压的规律和分压原理确定灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻大小确定变阻器的规格;
(4)分别求出灯在不同电压下的功率得出结论.
【详解】
(1)研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一),消耗的电功率是否相同,故应用电压表测量出灯电压,用电流表测出此时灯的电流,根据P=UI 求灯的实际功率,为得出普遍性的规律,要多次测量,故要将滑动变阻器串联在电路中,如下所示:
(2)(3)灯在额定电压下灯正常发光,由通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线可知,小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流是0.2A ,此时消耗的电功率为:
P=U L I=2.5V×0.2A=0.5W;
灯正常发光时的电阻:
2.5V 12.5Ω0.2A
U R I ===, 灯正常发光时变阻器分得的电压:U 滑=U ﹣U L =6V ﹣2.5V=3.5V , 变阻器连入电路中的电阻为: 3.5V 17.5Ω10Ω0.2A R =
=滑>, 故选用(50Ω 0.6A)滑动变阻器R 2;
因灯的额定电压为2.5V ,又实际电压不允许超过额定电压的五分之一,即
1 2.5V 0.5V 5
⨯=,故灯的实际电压不超过3V ,故电压表选用0~3V 量程; (4)由图中数据可知,灯的电压为U 1=1.5V 时,通过的电流为I 1=0.15A ,灯的实际功率: P 1=U 1I 1=1.5V×0.15A=0.225W;
同理,当灯的电压为3V 时,通过的电流约为0.22A ,灯的实际功率为0.66W ,
小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流是0.2A ,此时消耗的电功率为
P=U L I=2.5V×0.2A=0.5W;
10.重点是测量小灯泡电功率的实验,注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路,且闭合开关前应调整到阻值最大端,电流表读数时,看清楚所用量程,搞清楚分度值,再进行读。