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设计实验,测定灯泡的额定功率
实验器材:U小灯泡一只,已知电阻值的电阻一只,电压表一块,开关一个,电压大于U的电源一组,导线若干.
(1)为测出小灯泡的额定功率,还应添加一个(填写一件实验器材).
(2)利用已提供的实验器材和自己添加的器材,测定小灯泡的额定功率.要求写出主要的实验步骤;画出电路图;写出灯泡额定功率的表达式.
分析:(1)要测量灯泡的额定功率,需使灯泡两端的电压等于额定电压,滑动变阻器可以调节灯泡两端的电压;
(2)实验中没有电流表,则可采用电压表与定值电阻来替代电流表的作用与灯泡串联,测出当灯泡正常发光时定值电阻两端的电压,便可根据I=
U
R
求出电路中的电流,从而可根据P=UI计算出灯泡的额定电功率.
解答:解:(1)可在实验中添加滑动变阻器来调节灯泡两端的电压,因此还应添加滑动变阻器;
(2)使定值电阻与灯泡串联,电路图如图所示:
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首先将电压表与灯泡并联,调节灯泡两端的电压等于额定电压,保持滑动变阻器的阻值不变,将电压表与定值电阻并联,则可测出此时定值电阻两端的电压
U0,根据I=
U0
R0
求出电路中的电流,则P=UI=U×
U0
R0
=
UU0
R0

故答案为:(1)滑动变阻器;
(2)
①按如图所示的电路图连接实验电路;
②将电压表接于灯泡两端;
③闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数达到U并记录;
④断开开关,将电压表接于定值电阻R0两端,闭合开关,读取电压表示数U0并记录;
⑤灯泡的额定电功率表达式为:P=
UU0
R0
点评:此题是有关测量额定电功率的实验设计,(1)中通过让添加实验器材,更加深对滑动变阻器在实验中的作用的理解,同时考查了串联电路中电流关系的应用,实验中的定值电阻和电压表替代了电流表的作用,所以定值电阻与被测电阻串联,若没有电压表,则应将定值电阻和电流表共同替代电压表的作用,与待测电阻并联.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

(2009?江苏二模)小红要测量额定电压为3.8V小灯泡的功率(额定功率约1.2W).器材如下:电源一个(6V),电流表一个(量程0~0.6A和0~3A),电压表一个(量程0~3V和0~15V),开关一个,滑动变阻器一个,导线若干.
(1)请用笔画线代替导线,完成图中甲的实物电路的连接.

(2)小红正确连好电路后,闭合开关,灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数,可能原因是
滑动变阻器接入电路电阻太大
滑动变阻器接入电路电阻太大

(3)解决了问题(2)以后小红进行调节,在移动滑片的同时,要观察
电压表示数
电压表示数
;若在某
位置电压表的示数为4V时,电流表的指针位置如图乙所示,此时电流表的示数为
0.34
0.34
A,小灯泡的实际功率为
1.36
1.36
W.
(4)在实验过程中,若发现电压表“0~15V”的量程已损坏,你能否重新设计出直接测定灯泡额定功率的合理电路图,如果能,请画出电路图,如果不能,请说明理由.
(5)小红将滑片从左到右移动过程中发现,电压增大的要比电流增大快,这是因为
灯丝的电阻会随温度的升高而变大
灯丝的电阻会随温度的升高而变大

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科目:初中物理 来源: 题型:

(2010?安庆一模)小明同学做“测定一个小灯泡的功率”的实验,所用灯泡的额定电压是2.2V.
设计实验:
如图是他实验的电路,但连接不完整,请你帮他完成电路的连接.
进行实验与收集数据:
(1)在连接的实物电路时,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到
C
C
(填写“C”或“D”)端.
(2)闭合开关后,小明发现灯泡始终不发光,电流表的示数为零,电压表的指针迅速越过最右侧的刻度线,产生此故障的原因可能是下列情况中的
B
B
.(填写序号)
A.小灯泡短路
B.小灯泡与灯座接触不良
C.电压表的正、负接线柱接反
D.变阻器滑片放在了最小阻值处
(3)实际实验的有关记录与计算如下表:
表一
实验次数 1 2 3
电压(V) 2.20 1.50 2.50
电流(A) 0.22 0.16 0.24
功率(W) 0.484 0.24 0.60
亮 度 很亮
表二
实验次数 1 2 3
电压(V) 2.20 1.50 2.50
电流(A) 0.22 0.16 0.24
灯丝电阻(Ω) 10.00 9.38 10.42
评估与交流:
根据他观察的现象和表一的实验数据分析,可得出灯泡的亮度与电功率的关系是
灯泡电功率越大,灯泡越亮
灯泡电功率越大,灯泡越亮
.另外小明还算出了灯泡三种情况下的电阻,如表二所示,他发现灯泡电阻随电压、电流变化而变化,这与老师在课堂上所讲的“导体的电阻与电压和电流无关”相矛盾,请你予以合理的解释:
灯丝电阻受温度影响
灯丝电阻受温度影响

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科目:初中物理 来源: 题型:

同学们在学习了伏安法测定小灯泡额定功率后,分组进行实验测量小灯泡的功率(所用灯泡的额定电压U0=3.8V)(1)小姚小组采用电路图1的方案.
①请按照电路图1连接图2的实物图.

②闭合开关后,灯都不亮,电流表和电压表都有读数,出现这种情况的原因可能是
灯泡的实际功率太小
灯泡的实际功率太小
:调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8V,观察到电流表示数如图3所示,则小灯泡的额定功率为
1.14
1.14
 W.

(2)小明小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知).

①电路如图4所示;
②移动滑片P滑到任一位置,开关S拔到位置1,读出电流表示数I1
③开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2.先算出灯泡的电阻RL=
I1R
I2-I1
I1R
I2-I1
 (请你用所测的物理量表示),再根据:P0=
U
2
0
RL
计算灯泡的额定功率.他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是
灯泡的电阻与温度有关
灯泡的电阻与温度有关
;仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤②改为
使电流表的示数和R的乘积为3.8V
使电流表的示数和R的乘积为3.8V

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科目:初中物理 来源: 题型:

测定额定电压为2.5V,(额定功率约为1W)的小灯泡的额定功率(实验中设灯泡的电阻不随温度的改变而改变).
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(1)实验原理
 

(2)请将上图中的实物电路连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大;
(3)为合理完成该实验,下列操作步骤中,正确的操作顺序应为
 

A.将滑动变阻器调到连入电阻最大的位置B.观察并记录电流表的示数
C.断开开关、应用公式,计算灯泡的额定功率D.断开开关,按电路图连接电路
E.设计电路,并画出电路图F.将实验仪器整理、归位
G.闭合开关,调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为2.5V
(4)在实验过程中,对以下可能出现的故障的分析不正确的是
 

A、若电压表有示数,电流表无示数,故障可能是小灯泡烧坏了或灯座处发生开路
B、若两表都有示数,移动滑片P时,灯的亮度没发生变化,原因可能是滑动变阻器的接线错了,或发生短路
C、无论怎样移动滑片P,两表示数都发生变化而灯泡却无法正常发光,原因是灯泡坏了.
D、发现电流表和电压表的指针都反着转,原因是两电表正负接线柱的接线接反
(5)故障排除后,这位同学闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的示数如图所示,则灯泡的实际功率为
 
W.

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