请你设计一个电路,测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,

请你设计一个电路,测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,
(1)请把你设计的电路画在如图1的方框内.
(2)连接电路的过程中,开关应______,滑变阻器的接触点P应滑到______端(根据你设计的电路图填写).
(3)估计灯泡电阻为10Ω,而电源由两节干电池组成,那么为了提高测量的准确程度,电压表的量程应选______,电流表的量程应选______.
(4)实验中发现灯泡两端的电压为2V,这时灯泡较______(较亮、较暗),要使灯泡正常发光滑片P应向______移,使电压表的读数为______,此时电流表的读数为______(此时电流表的读数如图所示),则灯泡的额定功率为______,正常发光时的电阻为______(保留1位小数).当灯泡两端的电压高于2.5V时,灯泡较______(较亮、较暗),从看到的现象中可以得出什么结论?______.
(5)实验中,在移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡突然熄灭,此时电流表示数为“0”,
而电压表有示数,那么发生的故障是______,此时电压表的示数是______V.

(6)连接如图2所示实物图,图中还少了一条导线未连接,要求不更改原有接线,导线不交叉,在图3中补画上这条导线.
(7)如果电源电压未知但保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值为Rm,只允许使用两只电表中的任意1只且在实验过程中不能移动电表的位置,你能测出灯泡的电阻吗(假设灯丝电阻不随温度的变化而变化)?
请在虚线框内画出电路图,写出实验步骤和需测的物理量并写出Rx的最终表达式.
①实验步骤和需测的物理量:
Ⅰ、______Ⅱ、______
②Rx的最终表达式
U1
U2U1
Rm
U1
U2U1
Rm
hwnh 1年前 已收到1个回答 举报

δ夏妤恬δ 幼苗

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解题思路:(1)根据P=UI可知需要测量电压和电流,则电压表并联在电灯的两端,电灯与电流表,再串联滑动变阻器,据此设计电路图.
(2)连接电路时为保护电路,开关应断开,滑动变阻器要处于最大阻值处.
(3)根据灯泡额定电压选择电压表的量程,根据灯泡正常发光时的电流,选择电流表量程.
(4)灯泡电压小于额定电压,应调节滑动变阻器使接入电路的阻值变小,增大灯泡两端的电压,使电压表示数达到灯泡额定电压2.5V,读出电流表示数,然后用公式P=UI计算额定功率,由公式R=[U/I]求出灯泡电阻;比较亮度和功率的关系即可得知.
(5)实验中,小灯泡突然熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小造成的,原因可能是滑动变阻器连入电路的阻值太小;灯熄灭即灯泡出现开路,根据开路分析电压表的示数;
(6)滑动变阻器选择一上一下接线柱,把滑动变阻器串联在电路中,注意电表的正负接线柱.
(7)只有电压表,无电流表,设计成串联电路,找电流相等,列等式求解.
只有电流表,无电压表,设计成并联电路,找电压相等,列等式求解.(任选一者)

(1)根据P=UI可知需要测量电压和电流,则电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,滑动变阻器串联在电路中,再与电源、开关组成电路图并画出:

(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器应处于最大阻值,即左端.
(3)根据灯泡额定电压为2.5V,故电压表选择0~3V的量程;灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,此时通过小灯泡的电流I=[U/R]=[2.5V/10Ω]=0.25A,因此电流表选择0~0.6A量程.
(4)实验中发现灯泡两端的电压为2V,小于灯泡的额定电压,这时灯泡较较暗,调节滑动变阻器使接入电路的阻值变小,增大灯泡两端的电压,即滑片向右移动,使电压表的读数2.5V,
根据电流表量程和指针位置可知I=0.24A,则电功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W.
灯泡电阻R=[U/I]=[2.5V/0.24A]≈10.4Ω;
当灯泡两端的电压高于2.5V时,灯泡较 较亮,可以得出结论是功率越大,灯泡越亮.
(5)实验中,小灯泡突然熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小造成的,原因可能是滑动变阻器连入电路的阻值太小;灯熄灭即灯泡出现开路,但电压表还能与电源相连,则示数为电源电压3V;
(6)把滑动变阻器按照“一上一下”的原则串联在电路中,注意流入电表的电流必须是“正入负出”,如图:

(7)假如只有电压表,无电流表,使灯泡与滑动变阻器串联,电压表与灯泡并联,开关串联在电路中控制电路如图:

①实验步骤和需测的物理量:
Ⅰ、在滑动变阻器阻值最大值Rm测灯泡两端电压U1
Ⅱ、在滑动变阻器阻值为0时,测灯泡两端电压U2,即电源电压;
②∵Im=IL

U2−U1
Rm=
U1
RL,
则Rx=
U1
U2−U1Rm.
故答案为:(1)图略;(2)断开;左.(3)0~3V;0~0.6A.(4)较暗;右;2.5V;0.24A;0.6W;10.4Ω;较亮;功率越大,灯泡越亮.(5)滑动变阻器连入电路的阻值太小;3;(6)图略;(7)在滑动变阻器阻值最大值Rm测灯泡两端电压U1;在滑动变阻器阻值为0时,测灯泡两端电压U2,即电源电压;
U1
U2−U1Rm.

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功率的实验原理、连接实物图、滑动变阻器的使用方法、求功率,是实验的常考内容;
本题考查了根据要求画出电路图并正确的连接实物图,以及电路连接时开关和滑动变阻器的正确使用,以及电流表的量程选择;涉及的知识点较多,但都是常考的内容.

1年前

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