問題詳情:
在測量小燈泡額定功率的實驗中,所用電源由兩節新干電池串聯組成,小燈泡上標有“2.5V”字樣(小燈泡額定功率約為08W)
(1)小明同學實驗時連接的電路如圖*,如果他閉合開關,將會觀察到:電壓表的示數約為 V,電流表的示數約為 A,小燈泡的發光情況為 (遠填“正常發光”、“亮度較暗”或“不發光”)。
(2)小華在小明連接的電路中只改變了某根導線一端的接點位置,電路就能測量小燈泡額定功率。改接好電路後,小明同學移動滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數並繪製成圖乙的I﹣U關係圖象根據圖象可知:小燈泡的額定功率是 W,圖中*影部分的面積表示 ;
(3)小華設計瞭如圖*的電路也完成了該實驗,請完成下列填空(電源電壓不變,R1和R2為滑動變阻器,R2的最大電阻為R0)
①閉合開關S、S1,斷開開關S2,調節R2,使電壓表的示數為2.5V。
②閉合開關S、S2斷開開關S1,調節 ,使電壓表的示數仍為2.5V。
③接着將R2的滑片P調至最左端,記下電壓表的示數為U1;再將R2的滑片P調至最右端,記下電壓表的示數為U2,則小燈泡額定功率的表達式PM= (用U額、R0、U1、U2表示)
【回答】
解:
(1)電路如圖*,電流表與燈並聯,電壓表串聯在電路中,此時電壓表測電源電壓,將會觀察到電壓表的示數約為3V,因電壓表內阻很大,所以電路中電流非常小,則電流表的示數約為0A,小燈泡不發光;
(2)根據繪製成圖乙的I﹣U關係圖象可知,小燈泡在額定電壓下的電流為0.3A,則燈的額定功率:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
圖中*影部分的面積等於電壓與電流的乘積,根據P=UI可知,*影部分的面積表示電功率;
(3)①只閉合小燈泡所在支路,即閉合S、S1,通過調節滑動變阻器R2使燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V;
②利用等效替代法,只閉合R1所在支路,即閉合S、S2,通過調節滑動變阻器R1的滑片,使R1兩端電壓等於小燈泡的額定電壓2.5V,則此時R1=RL;
③將R2的滑片P調至最左端,記下電壓表的示數為U1;再將R2的滑片P調至最右端,記下電壓表的示數為U2;
在③中,將R2的滑片P調至最左端,R2連入電路中的電阻為0,電壓表的示數U1即為電源電壓;再將R2的滑片P調至最右端,此時兩變阻器串聯,電壓表的示數為U2,即為R1的電壓,
根據串聯電路電壓的規律和歐姆定律有:
I==,
解得,R1=﹣﹣﹣﹣﹣①;
小燈泡額定功率的表達式:
PM==﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②得:
PM=。
故*為:(1)3;0;不發光;(2)0.75;電功率;(3)②R1的滑片;③。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題