小明同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验时,所用电源电压为三节新干电池串联并保持不变,实验用小灯泡上标有“?、0.2A”

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  • 解题思路:(1)电压表应并联在灯泡的两端;图中电路的错误连线改是电压表串联在电路中;(2)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开;在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处;闭合开关时,发现灯泡不亮,可能是滑动变阻器连人电路的阻值太大,应先调节滑动变阻器;闭合开关若发现小灯泡不亮,电流表指针不动,电压表的示数很多,说明灯泡被短路;(3)根据电压和电流值,运用公式I=UR计算出灯泡的电阻,再根据灯泡的额的电流计算出灯泡的额定电压和滑动变阻器的阻值,运用公式P=UI计算出灯泡的额定功率;(4)本实验研究灯泡的实际功率与电压的关系,不是计算灯泡的平均功率,所以表格的最后一项平均功率没有必要;(5)根据串联电路电压和电流的规律,运用公式I=UR可求电阻的最大阻值.

    (1)电路图:

    (2)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处;闭合开关时,发现灯泡不亮,可能是滑动变阻器连人电路的阻值太大,应先调节滑动变阻器;若发现小灯泡不亮,电流表指针不动,电压表的示数为 4.5V,即为电源电压,所以此故障可能可为灯泡被短路;

    (3)当刚闭合开关时,滑动变阻器的阻值最大,滑动变阻器与灯泡串联,此时灯泡两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为U1=4.5V-1.5V=3V;通过滑动变阻器的电流为I1=0.15A,滑动变阻器的最大阻值为R0=

    U1

    I1=[3V/0.15A]=20Ω;然后移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流为额的电流I2=0.2A,滑片恰好在变阻器的中点上,此时滑动变阻器的阻值为R=[1/2R0=

    1

    2]×20Ω=10Ω;此时滑动变阻器两端电压U′=II2R=0.2A×10Ω=2V,小灯泡两端的电压即额定电压U2=U-U′=4.5V-2V=2.5V;所以灯泡的额定功率P=U2I2=2.5V×0.2A=0.5W.

    (4)本实验研究灯泡的实际功率与电压的关系,不是测量灯泡的平均功率,所以表格的最后一项平均功率没有必要;

    (5)根据题意可知,保持电压表示数为1.5V不变,滑动变阻器两端的电压保持3V不变,根据题目第(3)小题可知此时电路中的电流为0.15A,电阻阻值最大为R=[1.5V/0.15A]=10Ω.

    故答案为:(1)电路图见解答;(2)应先调节滑动变阻器的滑片;灯泡被短路;(3)2.5;0.5;20;(4)表格的最后一项平均功率没有必要;(5)10.

    点评:

    本题考点: 电功率的测量.

    考点点评: 本题考查了伏安法测小灯泡额定功率的实验,考查了设计实验电路图、连接实物图、电压表读数、求额定功率等内容,涉及的知识点较多,但都属于基础题;知道伏安法测功率的原理是解题的关键.

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