(2014•虹口区二模)小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有学生电源(电压为2伏的整数倍)、额定电压为“2.5V”

(2014•虹口区二模)小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有学生电源(电压为2伏的整数倍)、额定电压为“2.5V”、“3.5V”、“4.5V”、“6.3V”的待测小灯(额定功率在0.6瓦~1.8瓦之间)、电压表、电流表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、电键以及导线若干.他正确连接电路后闭合电键,移动变阻器的滑片直至小灯正常发光,发现此时变阻器的滑片P在中点附近,电流表示数如图.
①小华同学所用的电源电压为______伏.
②请根据相关信息计算出小灯的额定功率.______(需写出计算过程)
lyh851007 1年前 已收到1个回答 举报

zhu1bing 幼苗

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解题思路:(1)由题干可知提供灯泡的最小额定电压和灯泡可能的最大额定功率,利用P=UI求出灯泡可能的最大额定电流,然后根据电流表指针的位置确定电流表的示数;灯泡的额定功率在0.6瓦~1.8瓦之间,根据P=UI可得灯泡额定电压的可能值;灯泡正常发光时变阻器的滑片P在中点附近,则接入电路中的电阻约为10Ω,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源电压的可能值,结合电源电压为2伏的整数倍确定电源的电压;
(2)根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时灯泡两端的电压,据此确定灯泡的额定电压,根据P=UI求出灯泡的额定功率.

(1)由题干信息可知,若灯泡的额定电压UL=2.5V,功率PL=1.8W时,灯泡的额定电流最大,
由P=UI可得,灯泡可能额定电流的最大值:
IL=
PL
UL=[1.8W/2.5V]=0.72A,
由图中电流表指针的位置可知,电流表的量程应为0~0.6A,示数为0.34A,
即灯泡的额定电流I=0.34A,
灯泡的额定功率在0.6瓦~1.8瓦之间,则灯泡的额定电压:
[0.6W/0.34A]≤U≤[1.8W/0.34A],即1.8V≤U≤5.3V,
则灯泡的额定电压可能为2.5V、3.5V、4.5V,
因串联电路中各处的电流相等,灯泡正常发光时变阻器的滑片P在中点附近,
所以,由I=[U/R]可得,滑动变阻器两端的电压约为:
U=IR=IR=0.34A×10Ω=3.4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压的范围:
2.5V+3.4V≤U≤4.5V+3.4V,即5.9V≤U≤7.9V,
因电源电压为2伏的整数倍,
所以,电源的电压U=6V或U=8V;
(2)当电源的电压U=6V时,灯泡正常发光时,灯泡两端的电压约为:
U=U-U=6V-3.4V=2.6V,
则灯泡的额定电压应为2.5V,
所以,灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×0.34A=0.85W;
当电源的电压U=8V时,灯泡正常发光时,灯泡两端的电压约为:
U=U-U=8V-3.4V=4.6V,
则灯泡的额定电压应为4.5V,
所以,灯泡的额定功率:
P=UI=4.5V×0.34A=1.53W.
故答案为:(1)6(或8);(2)0.85W(或1.53W).

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题考查了串联电路的电压特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是电流表量程的选择和灯泡额定电压的确定.

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