测小灯泡额定功率---单电流表或电压表
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三、经典例题
例1将“6V 3W”和“6V 6W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.电源电压为12V时,两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L
2比灯泡L
1
亮一些
C.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为1A
D.灯泡L
1正常发光时,灯泡L
2
的实际功率是1.5W
例2、在“测量小灯泡电阻”和“测小灯泡功率”(小灯泡的额定电压为2.5V)两个实验中:(1)都需要测出三组电压值和电流值,前者的目的是_____________;后者的目的是__________ (2)下表是李烁“测小灯泡功率”实验时记录的数据,由此可知小灯泡的额定功率P
额
=___________W。
(3)同学们在交流实验体会时,有的同学提出:可以根据李烁的测量数据,在非额定电压条件下
求出小灯泡的电阻,再由公式,求出小灯泡的额定功率P
额
',请用这种方法根据表格中
的数据算出P
额'(要求有必要的计算过程),将P
额
和P
额
'进行比较,并分析说明产生这种差异的
根本原因。
解:(1)用电压表和电流表测小灯泡的电阻和电功率,测量电路和方法完全相同,前者利用
计算灯泡的电阻,后者利用P=IU计算灯泡的功率,测量过程中都要测出三组电压值和电流值,前者的目的是进行多次测量,求电阻的平均值,减小测量的误差;后者的目的是测小灯泡在额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率,并加以比较,寻求小灯泡的发光亮度和实际功率及实际电压的关系。
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,由实验数据知道,灯泡两端电压等于额定电压时,通过灯泡
的电流为0.22A,小灯泡的额定功率P
额=IU
额
=0.22A×2.5V=0.55W。
(3)根据实验测得的数据,U
1=3V时,I
1
=0.25A,此时灯泡的电阻,小
灯泡的额定功率,P
额'<P
额
,原因是灯丝的电阻受温度的影响,电
压高时,灯丝温度高,测得的电阻偏大,由可知计算出的P
额'值偏小,若选择U
3
=2V、
I
3=0.20A计算电阻R
3
,由计算出的P
额
'值将偏大。
注意:本题考查分析处理实验数据、归纳总结得出实验结论的能力。通过解题,加深对用电压
表、电流表测灯泡电阻和电功率实验的相同之处和不同之处的理解和掌握,同时探究发现灯泡灯丝的电阻是随温度升高(或实际电功率的增大)而增大的,通常我们解题认为灯丝电阻恒定不变,只是为了简化解决主要问题而采取的一种近似。
例3、下图是测定额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物连接图。
(1)请在方框内画出电路图。
(2)实验过程中某一时刻电压表示数如图甲所示,为了测得小灯泡的额定功率,闭合开关后,应把图中的滑动变阻器滑片P向_________(填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为2.5V为止,这时电流表示数如图乙所示,为_________A,则此时灯泡的额定功率是_____________W。
(3)若电源电压为6V,滑动变阻器有“10Ω 1.5A”和“20Ω 1A”两种规格,那么实验中应选用规格为_________的滑动变阻器。
解:(1)实验电路图如图所示;
(2)要使电压表示数为2.5V,变阻器的滑片P应向左移动;电压表示数为2.5V时,电流表的
示数为0.24A,灯泡的额定功率P
额=IU
额
=0.24A×2.5V=0.6W;
(3)灯泡正常发光时的电流I=0.24A,此时变阻器两端电压U
R =U-U
额
=6V-2.5V=3.5V,变阻器
连入电路的电阻,要使灯泡在实验中不致被烧坏,变阻器连入电路的电阻不得小于14.6Ω,实验中应选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。
注意:本题综合考查设计实验,选择器材、读取电表示数和分析处理实验数据的能力。用电压表和电流表测量灯泡的功率是一个非常重要的实验,应明确该实验的原理,会设计和连接实验电路,能根据欧姆定律和电功率公式通过计算和分析选择实验器材,理解各元件(特别是滑动变阻器)的作用,能收集、整理和处理实验数据并归纳总结得出实验结论,通过探究实验,提高综合运用知识的能力。
例4现有两个小灯泡,上面分别标有“6V, 1. 2W”和“12V,6W”字样,如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是多少?
例5某校教学大楼有教室24间,每间教室装有“PZ220-40”白炽灯6只。
(1)求引入大楼照明线中的电流;
(2)若平均每日用电3h,每月以30日计,每月耗电多少度?
中考连接:
34 .(2013年河北中考)小明学习了电功率后,用额定电压分别为2.5 V 、6 V的灯泡 L1和L2设计了图14所
示的电路图,来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。
(1)小灯泡发光时,将电能转化为能和光能。
(2 )探究L1的亮度时,只闭合 S、S1,发现电压表
有示数,电流表无示数,则电路故障可能是:
。
排除故障后,继续实验,收集的数据及现象如表一。
(3)探究L2的亮度时,只闭合 S、S2,进行实验,收集的数据及现象如表二。
(4)分析两表可知,同一规格的小灯泡发光亮度与有关,
不同规格的小灯泡发光亮度还应与的转化效率有关。
【拓展】完成探究后,小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱()各1个,2 个
开关及若干条导线,对额定电流为 0.1 A 的小灯泡的额定功率进行了测定。请在虚
线框内画出他设计的电路图,并写出实验步骤及测定额定功率的表达
式。
实验步骤:
表达式:P 额 = 。
答案: