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2021学年第3节 测量小灯泡的电功率课时作业
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这是一份2021学年第3节 测量小灯泡的电功率课时作业，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
测试时间:20分钟
一、选择题
1.(2020内蒙古呼伦贝尔期末)为了测定小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是( )
A.手按开关,眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片,眼观电流表
C.手移动变阻器的滑片,眼观电压表
D.手移动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
2.(2020浙江乐清期末)下列各组仪器中,可以用来测量电功率的是( )
①电能表和停表 ②电能表和电压表 ③电能表和电流表 ④电流表和电压表
A.①② B.③④ C.①④ D.②③④
3.(2019浙江杭州西湖校级模拟)有关“测定小灯泡电功率”的实验分析正确的是( )
A.所选择的电源电压必须等于小灯泡的额定电压
B.实验原理是P=I2R
C.要计算三次实验的功率并取平均值
D.滑动变阻器的作用之一是保护电路
4.(2020安徽芜湖南陵期末)“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5 V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图象如图乙。下列说法不正确的是( )
A.移动滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75 W,正常发光时电阻为8.3 Ω
C.实验中发现小灯泡两端电压无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小
D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系”
二、填空题
5.(2020上海普陀期末)“测定小灯泡的电功率”的实验原理是 ,在连接电路过程中,开关应该处于 状态,电压表应与被测小灯泡 联。
6.(2021北京平谷二模)某同学用图甲所示的电路测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率。闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片P,观察到小灯泡亮度变 (选填“亮”或“暗”),依据是 。他根据实验数据绘制出了小灯泡的I-U图象,如图乙所示,则小灯泡的额定功率P= W。
三、实验探究题
7.(2021河南开封二模)在“测小灯泡电功率实验”中,小灯泡L的额定电压为2.5 V。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路图,请你补充完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移时,灯泡变暗。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表示数明显,检查电路连接无误,那么出现该故障的原因是 。
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为2.5 V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为 W。
(4)测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑到电表本身对电路的影响,该电路引起误差的主要因素是 (填“电流”或“电压”),最终测得的小灯泡电功率 (填“偏大”或“偏小”)。
(5)为测量额定电流为I0的小灯泡L的额定功率,小明又设计了如图丙所示的电路,电源电压U不变,实验步骤如下:
①闭合开关 ,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I0;
② ,读出电流表的示数为I;
③小灯泡L额定功率的表达式为P额= (用U、I0、I表示)。
8.(2021北京西城二模)小康设计实验测量小灯泡的额定功率。他使用的器材有:额定电压为3.8 V的小灯泡、符合实验要求的学生电源(输出电压未知且不变)、阻值为R的定值电阻、滑动变阻器、电压表各一只,三个开关S1、S2、S3和导线若干。
(1)如图所示是小康根据自己的实验方案连接的部分实验电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)请你将小康所写的部分实验步骤补充完整:
①闭合开关S1、S3,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U1= V并记录;
②保证 ,断开 ,闭合开关S1、 ,记录电压表的示数U2。
(3)小康所测小灯泡的额定功率的表达式P额= (用R、U1、U2表示)。
9.(2021四川广元模拟)小芳为了测定额定电压为“2.5 V”小灯泡的电功率,设计了如图甲所示的电路图,并连接了部分电路如图乙所示,实验中各元件完好,电源电压保持不变。请按要求完成下列实验内容:
(1)为完成该实验,请你将图乙的电路连接完整(只需添加一条导线)。
(2)电路连好后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的操作是 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则该灯泡的额定功率为 W。
四、计算题
10.如图所示电路中,灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表示数为1.5 A,并且灯泡L正常发光;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25 A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)开关S1闭合后,电路中的最小功率。
第3节 测量小灯泡的电功率
1.答案 C 由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压,故在用手调节滑动变阻器的滑片时,眼应观察电压表的示数的变化,当电压表示数达到额定电压时,再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。故选C。
2.答案 C 用电压表测出用电器两端的电压,用电流表测出流过用电器的电流,由电功率公式P=UI可以求出用电器的电功率,因此用④可以测出电功率;用电能表测出用电器消耗的电能,用停表测出用电器工作时间,由公式P=Wt求出用电器的功率,因此用①可以测出电功率;用②电能表和电压表不能测出电功率,用③电能表和电流表不能测出电功率。故选C。
3.答案 D 测灯的电功率,灯与变阻器串联,灯在额定电压下正常发光,故所选择的电源电压必须大于小灯泡的额定电压,A错误;测灯的电功率的实验原理是P=UI,B错误;灯在额定电压下正常发光,不同电压下灯的功率不同,不能取三次实验的功率的平均值,C错误;滑动变阻器的基本作用是保护电路,实验中,滑动变阻器还可改变灯两端的电压,从而测量不同电压下小灯泡的电功率,D正确。故选D。
4.答案 C 移动滑片,变阻器连入电路的阻值发生变化,这样灯泡两端电压和通过的电流都会发生变化,由P=UI知,其实际功率发生变化,所以灯泡亮度会发生改变,故A正确;由图象知,灯泡两端电压等于额定电压2.5 V时,通过灯泡的电流为0.3 A,所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;由欧姆定律I=UR,可得灯泡正常发光时电阻:R=UI=≈8.3 Ω,故B正确;实验中,移动滑片调节灯泡两端电压,但无法使灯泡两端电压达到额定电压2.5 V,可能是电源电压低于灯泡的额定电压,也可能是电源电压过大,而变阻器的最大电阻过小,当变阻器的最大电阻连入电路中时,灯两端的电压也高于2.5 V,故C错误;探究“电功率与电流的关系”时,可换用不同灯泡且保持电压不变,观察小灯泡的亮度来比较电功率,从而得到电功率与电流的关系,故D正确。故选C。
5.答案 P=UI 断开 并
解析 “测定小灯泡的电功率”的实验原理是P=UI,在连接电路过程中,开关应该处于断开状态,电压表应与被测小灯泡并联。
6.答案 暗 灯泡的亮暗取决于实际功率的大小 0.75
解析 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压。闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,由P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗。已知灯泡的额定电压为2.5 V,由图乙可知,灯泡正常发光时通过的电流I=0.3 A,则该灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
7.答案 (1)如图所示 (2)灯泡处断路 (3)0.75 (4)电流 偏大 (5)①S1 ②再闭合开关S2,不改变滑动变阻器滑片的位置 ③(U-UI0I)I0
解析 (1)因为滑动变阻器的滑片向左移时,灯泡变暗,所以变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,由图乙知,电流表选用小量程与灯串联,实物电路图如答案图所示;
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表示数明显,则电压表与电源连通,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是灯泡处断路;
(3)当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流大小为0.3 A,则小灯泡L的额定功率为:P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;
(4)图甲中,电压表与灯并联,电压表测量的电压是准确的,电流表测流过灯与电压表的总电流,电流表示数大于通过灯的实际电流,即所测电流值偏大,根据P=UI,最终测得的小灯泡电功率偏大;
(5)①闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I0;②再闭合另一个开关,不改变滑动变阻器滑片的位置,读出电流表的示数为I;③图丙中,只闭合开关S1,移动滑片,使电流表的示数为额定电流I0,此时灯泡正常发光;再闭合开关S2,灯被短路,电路为变阻器的简单电路,不移动滑片位置,记下电流表示数为I,由欧姆定律,则此时滑动变阻器的阻值R滑=UI;在第一次操作中,根据欧姆定律,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压:U滑=I0R滑=UI0I,根据串联电路电压的规律,灯泡的额定电压:U额=U-U滑=U-UI0I,则灯泡的额定功率:P额=U额I0=(U-UI0I)I0。
8.答案 (1)如图所示 (2)①3.8 ②滑动变阻器滑片P的位置不变 S3 S2 (3)U1×U2-U1R
解析 (1)经分析,应在电压表的负接线柱和开关S3的左接线柱之间连线,实物电路图如答案图所示;
(2)①如图连接好电路,为保护电路元件,将滑片移动到最右端,闭合开关S1和S3,断开S2,此时电压表并联在灯的两端,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,即使电压表的示数U1=3.8 V;
②保证滑片P位置不变,断开开关S3,闭合开关S1、S2,此时电压表测灯和R两端的总电压,记录电压表的示数U2;
(3)因电路的连接关系没有改变,各用电器两端的电压不变,即在②中灯和R两端的电压和①中灯与R两端的电压相同,所以灯正常工作时,通过R的电流IR=U2-U1R,根据串联电路电流的特点,通过灯的电流I=IR=U2-U1R;
本实验中计算小灯泡额定功率的表达式P额=U额I=U1×U2-U1R。
9.答案 (1)如图所示 (2)C (3)0.7
解析 (1)由图乙知,大部分器材已连接完毕,只要将灯泡右侧接线柱与滑动变阻器左上角接线柱连接即可。如答案图所示。
(2)电流表、电压表有示数,而灯泡不发光,可能是电路电流太小,灯泡实际功率太小,不足以引起灯泡发光造成的,可以向左移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,看灯泡能否发光。故选C。
(3)由图丙可知,电流表选用的量程是0~0.6 A,分度值是0.02 A,电流表示数是0.28 A,灯泡额定功率P=UI=2.5 V×0.28 A=0.7 W。
10.答案 (1)6 V (2)6 Ω (3)1 W
解析 (1)当开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流。灯泡L正常发光,根据并联电路的电压特点可知,电源电压U=UR=UL=6 V;
(2)灯泡正常发光时的电流IL=PLUL=3W6V=0.5 A,(1)中电流表示数为1.5 A,根据并联电路的电流特点可知通过R的电流IR=1.5 A-0.5 A=1 A,根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值R=URIR=6V1A=6 Ω;
(3)当开关S1闭合、S2断开,灯泡L和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25 A,根据欧姆定律可知电路中总电阻R总=UI=6V0.25A=24 Ω,不计温度对灯丝电阻的影响,根据欧姆定律可知灯泡的电阻RL=ULIL=6V0.5A=12 Ω,则滑动变阻器的最大电阻R滑=2×(R总-RL)=2×(24 Ω-12 Ω)=24 Ω,电源电压不变,根据P=UI=U2R可知电路中总电阻最大时,总功率最小,开关S1闭合后,根据串并联电路的电阻特点可知,当S2断开,且滑动变阻器全部接入电路中时,总电阻最大,电路中的功率最小,电路中的最小功率为P小=U2R总'=(6V)212Ω+24Ω=1 W。
测试时间:20分钟
一、选择题
1.(2020内蒙古呼伦贝尔期末)为了测定小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是( )
A.手按开关,眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片,眼观电流表
C.手移动变阻器的滑片,眼观电压表
D.手移动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
2.(2020浙江乐清期末)下列各组仪器中,可以用来测量电功率的是( )
①电能表和停表 ②电能表和电压表 ③电能表和电流表 ④电流表和电压表
A.①② B.③④ C.①④ D.②③④
3.(2019浙江杭州西湖校级模拟)有关“测定小灯泡电功率”的实验分析正确的是( )
A.所选择的电源电压必须等于小灯泡的额定电压
B.实验原理是P=I2R
C.要计算三次实验的功率并取平均值
D.滑动变阻器的作用之一是保护电路
4.(2020安徽芜湖南陵期末)“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5 V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图象如图乙。下列说法不正确的是( )
A.移动滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75 W,正常发光时电阻为8.3 Ω
C.实验中发现小灯泡两端电压无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小
D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系”
二、填空题
5.(2020上海普陀期末)“测定小灯泡的电功率”的实验原理是 ,在连接电路过程中,开关应该处于 状态,电压表应与被测小灯泡 联。
6.(2021北京平谷二模)某同学用图甲所示的电路测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率。闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片P,观察到小灯泡亮度变 (选填“亮”或“暗”),依据是 。他根据实验数据绘制出了小灯泡的I-U图象,如图乙所示,则小灯泡的额定功率P= W。
三、实验探究题
7.(2021河南开封二模)在“测小灯泡电功率实验”中,小灯泡L的额定电压为2.5 V。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路图,请你补充完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移时,灯泡变暗。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表示数明显,检查电路连接无误,那么出现该故障的原因是 。
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为2.5 V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为 W。
(4)测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑到电表本身对电路的影响,该电路引起误差的主要因素是 (填“电流”或“电压”),最终测得的小灯泡电功率 (填“偏大”或“偏小”)。
(5)为测量额定电流为I0的小灯泡L的额定功率,小明又设计了如图丙所示的电路,电源电压U不变,实验步骤如下:
①闭合开关 ,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I0;
② ,读出电流表的示数为I;
③小灯泡L额定功率的表达式为P额= (用U、I0、I表示)。
8.(2021北京西城二模)小康设计实验测量小灯泡的额定功率。他使用的器材有:额定电压为3.8 V的小灯泡、符合实验要求的学生电源(输出电压未知且不变)、阻值为R的定值电阻、滑动变阻器、电压表各一只,三个开关S1、S2、S3和导线若干。
(1)如图所示是小康根据自己的实验方案连接的部分实验电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)请你将小康所写的部分实验步骤补充完整:
①闭合开关S1、S3,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U1= V并记录;
②保证 ,断开 ,闭合开关S1、 ,记录电压表的示数U2。
(3)小康所测小灯泡的额定功率的表达式P额= (用R、U1、U2表示)。
9.(2021四川广元模拟)小芳为了测定额定电压为“2.5 V”小灯泡的电功率,设计了如图甲所示的电路图,并连接了部分电路如图乙所示,实验中各元件完好,电源电压保持不变。请按要求完成下列实验内容:
(1)为完成该实验,请你将图乙的电路连接完整(只需添加一条导线)。
(2)电路连好后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的操作是 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则该灯泡的额定功率为 W。
四、计算题
10.如图所示电路中,灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表示数为1.5 A,并且灯泡L正常发光;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25 A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)开关S1闭合后,电路中的最小功率。
第3节 测量小灯泡的电功率
1.答案 C 由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压,故在用手调节滑动变阻器的滑片时,眼应观察电压表的示数的变化,当电压表示数达到额定电压时,再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。故选C。
2.答案 C 用电压表测出用电器两端的电压,用电流表测出流过用电器的电流,由电功率公式P=UI可以求出用电器的电功率,因此用④可以测出电功率;用电能表测出用电器消耗的电能,用停表测出用电器工作时间,由公式P=Wt求出用电器的功率,因此用①可以测出电功率;用②电能表和电压表不能测出电功率,用③电能表和电流表不能测出电功率。故选C。
3.答案 D 测灯的电功率,灯与变阻器串联,灯在额定电压下正常发光,故所选择的电源电压必须大于小灯泡的额定电压,A错误;测灯的电功率的实验原理是P=UI,B错误;灯在额定电压下正常发光,不同电压下灯的功率不同,不能取三次实验的功率的平均值,C错误;滑动变阻器的基本作用是保护电路,实验中,滑动变阻器还可改变灯两端的电压,从而测量不同电压下小灯泡的电功率,D正确。故选D。
4.答案 C 移动滑片,变阻器连入电路的阻值发生变化,这样灯泡两端电压和通过的电流都会发生变化,由P=UI知,其实际功率发生变化,所以灯泡亮度会发生改变,故A正确;由图象知,灯泡两端电压等于额定电压2.5 V时,通过灯泡的电流为0.3 A,所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;由欧姆定律I=UR,可得灯泡正常发光时电阻:R=UI=≈8.3 Ω,故B正确;实验中,移动滑片调节灯泡两端电压,但无法使灯泡两端电压达到额定电压2.5 V,可能是电源电压低于灯泡的额定电压,也可能是电源电压过大,而变阻器的最大电阻过小,当变阻器的最大电阻连入电路中时,灯两端的电压也高于2.5 V,故C错误;探究“电功率与电流的关系”时,可换用不同灯泡且保持电压不变,观察小灯泡的亮度来比较电功率,从而得到电功率与电流的关系,故D正确。故选C。
5.答案 P=UI 断开 并
解析 “测定小灯泡的电功率”的实验原理是P=UI,在连接电路过程中,开关应该处于断开状态,电压表应与被测小灯泡并联。
6.答案 暗 灯泡的亮暗取决于实际功率的大小 0.75
解析 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压。闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,由P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗。已知灯泡的额定电压为2.5 V,由图乙可知,灯泡正常发光时通过的电流I=0.3 A,则该灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
7.答案 (1)如图所示 (2)灯泡处断路 (3)0.75 (4)电流 偏大 (5)①S1 ②再闭合开关S2,不改变滑动变阻器滑片的位置 ③(U-UI0I)I0
解析 (1)因为滑动变阻器的滑片向左移时,灯泡变暗,所以变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,由图乙知,电流表选用小量程与灯串联,实物电路图如答案图所示;
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表示数明显,则电压表与电源连通,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是灯泡处断路;
(3)当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流大小为0.3 A,则小灯泡L的额定功率为:P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;
(4)图甲中,电压表与灯并联,电压表测量的电压是准确的,电流表测流过灯与电压表的总电流,电流表示数大于通过灯的实际电流,即所测电流值偏大,根据P=UI,最终测得的小灯泡电功率偏大;
(5)①闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I0;②再闭合另一个开关,不改变滑动变阻器滑片的位置,读出电流表的示数为I;③图丙中,只闭合开关S1,移动滑片,使电流表的示数为额定电流I0,此时灯泡正常发光;再闭合开关S2,灯被短路,电路为变阻器的简单电路,不移动滑片位置,记下电流表示数为I,由欧姆定律,则此时滑动变阻器的阻值R滑=UI;在第一次操作中,根据欧姆定律,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压:U滑=I0R滑=UI0I,根据串联电路电压的规律,灯泡的额定电压:U额=U-U滑=U-UI0I,则灯泡的额定功率:P额=U额I0=(U-UI0I)I0。
8.答案 (1)如图所示 (2)①3.8 ②滑动变阻器滑片P的位置不变 S3 S2 (3)U1×U2-U1R
解析 (1)经分析,应在电压表的负接线柱和开关S3的左接线柱之间连线,实物电路图如答案图所示;
(2)①如图连接好电路,为保护电路元件,将滑片移动到最右端,闭合开关S1和S3,断开S2,此时电压表并联在灯的两端,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,即使电压表的示数U1=3.8 V;
②保证滑片P位置不变,断开开关S3,闭合开关S1、S2,此时电压表测灯和R两端的总电压,记录电压表的示数U2;
(3)因电路的连接关系没有改变,各用电器两端的电压不变,即在②中灯和R两端的电压和①中灯与R两端的电压相同,所以灯正常工作时,通过R的电流IR=U2-U1R,根据串联电路电流的特点,通过灯的电流I=IR=U2-U1R;
本实验中计算小灯泡额定功率的表达式P额=U额I=U1×U2-U1R。
9.答案 (1)如图所示 (2)C (3)0.7
解析 (1)由图乙知,大部分器材已连接完毕,只要将灯泡右侧接线柱与滑动变阻器左上角接线柱连接即可。如答案图所示。
(2)电流表、电压表有示数,而灯泡不发光,可能是电路电流太小,灯泡实际功率太小,不足以引起灯泡发光造成的,可以向左移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,看灯泡能否发光。故选C。
(3)由图丙可知,电流表选用的量程是0~0.6 A,分度值是0.02 A,电流表示数是0.28 A,灯泡额定功率P=UI=2.5 V×0.28 A=0.7 W。
10.答案 (1)6 V (2)6 Ω (3)1 W
解析 (1)当开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流。灯泡L正常发光,根据并联电路的电压特点可知,电源电压U=UR=UL=6 V;
(2)灯泡正常发光时的电流IL=PLUL=3W6V=0.5 A,(1)中电流表示数为1.5 A,根据并联电路的电流特点可知通过R的电流IR=1.5 A-0.5 A=1 A,根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值R=URIR=6V1A=6 Ω;
(3)当开关S1闭合、S2断开,灯泡L和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25 A,根据欧姆定律可知电路中总电阻R总=UI=6V0.25A=24 Ω,不计温度对灯丝电阻的影响,根据欧姆定律可知灯泡的电阻RL=ULIL=6V0.5A=12 Ω,则滑动变阻器的最大电阻R滑=2×(R总-RL)=2×(24 Ω-12 Ω)=24 Ω,电源电压不变,根据P=UI=U2R可知电路中总电阻最大时,总功率最小,开关S1闭合后,根据串并联电路的电阻特点可知,当S2断开,且滑动变阻器全部接入电路中时,总电阻最大,电路中的功率最小,电路中的最小功率为P小=U2R总'=(6V)212Ω+24Ω=1 W。
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