問題詳情:
小聰利用如圖*所示的電路測量額定電壓為2.5v的小燈泡的額定功率。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖*的實物圖連接完整,要求滑動變阻器畫片P向右移動時小燈泡變亮___。
(2)連接電路後,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表示數不為零,電壓表示數為零,則故障可能是由於小燈泡________引起的。
(3)當小燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率時_______W。在實際測量中,電壓表有示數時內部有微弱的電流通過,如果考慮這個微弱電流的影響,則所測小燈泡的額定功率偏_______。
(4)利用如圖*所示的電路也可以完成該實驗,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只閉合開關S和,調節________,使電壓表的示數為2.5V。
②只閉合開關__________,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P額=_____________(用U額、R0、U1、U2表示)。
【回答】
見解析 短路 0.6 大 S和 ·
【解析】(1)根據要求:滑動變阻器畫片P向右移動時小燈泡變亮,所以應連接滑動變阻器的右下,即B接線柱到燈泡的左端,如圖:
(2)連接電路後,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表示數不為零,説明電路是通的,電壓表示數為零,可能電壓表被短路了,所以故障可能是由於小燈泡短路引起的。
(3)當小燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,電流表使用小量程,分度值為0.02A,電流為0.24A,則小燈泡的額定功率為:
;
在實際測量中,電壓表有示數時內部有微弱的電流通過,如果考慮這個微弱電流的影響,即電流表的示數會大於燈泡的實際電路,所以所測小燈泡的額定功率偏大。
(4)利用如圖*所示的電路也可以完成該實驗,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只閉合開關S和,調節R2,使電壓表的示數為2.5V,即電壓為燈的額定電壓。
②只閉合開關 S和,調節,使電壓表的示數仍為2.5V,此時R1與上次燈泡是等效的。
③接着將R2的滑片P調至最左端,記下電壓表的示數為U1,即電源電壓為U1;
再將R2的滑片P調至最右端,記下電壓表的示數為U2 , 此時R2兩端的電壓為:,電流為:;
根據歐姆定律得R1此時的電阻為:
所以小燈泡額定功率的表達式為:
。
點睛:難點是最後一問,要理解此種沒有電流表測量電功率的原理,此方法利用了等效的原理,即燈和R1分別與R2串聯,使電壓表的示數都為燈的額定電壓,此時電阻R1與燈是等效的,即R1此時的電阻等於燈正常發光時的電阻,後面的步驟再靈活運用歐姆定律得出R1的表達式,最後得出燈泡額定功率的表達式。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:實驗,探究題