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1.小红尝试分别测两灯泡串联时的电功率.

(1)实验原理:P=UI(填表达式)
(2)请根据图1电路图:用笔画线代替导线连接图2实物图.
(3)如图3所示电流表示数是0.32A,电压表示数是1V.
(4)已知电源电压恒为3V,小红认为,不需要电压表测量,也可知道灯L1两端电压,小明做出此判断的依据是串联电路电压的关系:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和,请填写下列表格.
电路结构串联
位置电源灯L1灯L2
电压U(V)321
(5)根据以上测量数据,可计算出灯L1的电功率P1=0.64W,灯L2的电功率P2=0.32W,如果实验过程通电1分钟,请计算:
①灯L1消耗的电能是38.4J;
②整个电路消耗的电能是57.6J;
③灯L2的电阻是3.125Ω;
(6)若实验过程中出现故障,两灯突然不亮,电流表没有示数.电压表示数接近电表电压3V,故障可能是L2断路.

分析 (1)根据公式P=UI分析;
(2)按照电路图连接实物图时,注意从电源的一个极出发,按照顺序依次连接.电压表最后并联在电路中.
(3)在进行电流表和电压表的读数时,首先确定选用的量程和分度值,然后进行正确的读数.
(4)串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和,L1两端的电压等于总电压减L2两端的电压;
(5)根据公式P=UI计算出两灯泡的电功率,根据W=Pt求出电能.
(6)电压表有示数说明电压表与电源之间是通路,实验过程中电流表突然之间无示数说明电路断路,即电压表并联部分断路.

解答 解:(1)电流表可以测出电流,电压表可以测出电压,根据公式P=UI可以求出功率;
(2)从电源的正极出发,依次连接开关、灯泡、电流表、灯泡,回到电源的负极,最后将电压表并联在灯泡的两端.注意电压表、电流表正负接线柱和量程的接法及;如图:

(3)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.32A;电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为1V.
(4)两灯泡串联,且串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以L1两端电压:U1=U-U2=3V-1V=2V;
(5)灯L1电功率:P1=U1I=2V×0.32A=0.64W;
灯L2电功率:P2=U2I=1V×0.32A=0.32W;
灯L1电能:W1=P1t=0.64W×60s=38.4J;
整个电路消耗电能:W=Pt=(0.64W+0.32W)×60s=57.6J;
灯L2的电阻是:R=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{1V}{0.32A}$=3.125Ω;
(6)实验过程中,电流表突然没有示数,说明电路中有断路故障;而电压表有示数,且接近于电源电压,说明电压表并联部分断路,可能是L2断路.
故答案为:(1)P=UI;(2)如上图所示;(3)0.32A;1V;
(4)串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和;2;1;
(5)0.64;0.32;①38.4J;②57.6J;③3.125Ω;  (6)L2断路.

点评 本题是测量灯泡电功率的实验,考查了电路的连接、电流表和电压表的读数、串联电路的电压规律及其电功率的计算,都是电学实验中的常见问题,难度不大.

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实验次数定值电阻(Ω)电流表示数(A)
15
2100.18
3200.09
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木块底部到水面的距离h/cm791113151719
拉力F/N0246777
(1)根据表格数据请在图乙中画出图象.
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