【題目】小豪在“測定小燈泡電功率”的實驗申,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω.
(1)如圖1所示是他連接的實驗電路,其中有一根導線連接錯誤.請你在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線畫出正確的導線.
(______)
(2)電路連接正確后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表指針幾乎不動,產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因是_____.
(3)排除故障后,閉合開關,移動滑片P到某處,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2.2V,要測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向_____端滑動.
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖2所示的U﹣I圖象,計算出小燈泡的額定功率是_____W,
(5)根據(jù)圖象可判斷小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸_____ ,原因是 _____ 。
(6)某小組設計了另一種實驗方案測量小燈泡的額定電功率(其中電源電壓未知,電阻R的阻值已知).
①如圖所示,開關S拔到位置1,移動滑片P至任一位置,讀出電流表示數(shù)I1;
②開關S拔到位置2,保持滑動變阻器的滑片位置不動,讀出電流表示數(shù)I2先算出燈泡的電阻RL=_____(請你用所測的物理量表示),再根據(jù),計算燈泡的額定功率.他們按此方案測量,發(fā)現(xiàn)實驗結果與真實值相差較大,原因是_____.仔細分析后,他們認為要準確測出燈泡的額定功率,只需將上述步驟2改為_____.
【答案】 小燈泡斷路 左 0.625 變大 燈泡的電阻隨溫度升高而變大 燈泡兩端電壓不是額定電壓,電阻不是正常發(fā)光時的電阻 將開關S拔到位置1,移動滑片P,使電流表示數(shù)是
【解析】
(1)[1]由圖知道,滑動變阻器與燈泡并聯(lián)錯誤;電流從電流表出來,應先經(jīng)過滑動變阻器,再經(jīng)燈泡到電源的負極,所以,只改變一根導線,電壓表可以測燈泡電壓,電路如下:
(2)[2]由于電流表無示數(shù),說明電路斷路;又因為電壓表有示數(shù),說明電壓表接在電源兩端,所以,電路故障為小燈泡斷路;
(3)[3]電壓表的示數(shù)顯示2.2V,低于燈泡的額定電壓2.5V,要測量額定功率,必須提高電壓,也就是增大電路中的電流,所以,應減小滑動變阻器接入電路的阻值,即滑片應向左移動;
(4)[4]燈泡正常發(fā)光時的電壓是2.5V,由圖知道,2.5V電壓對應的電流值是0.25A, 所以,小燈泡消耗的功率是:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(5)[5][6]由圖象知道,隨電壓增大,電流也增大,但△U>△I,由知道,隨電壓增大,燈泡電阻變大,即燈泡電阻隨溫度升高而變大;
(6)②[7]由①知道,燈泡兩端電壓是U=I1 R,而開關S由位置1拔到位置2時,電路中三個元件的連接方式?jīng)]有發(fā)生改變,所以,此時燈泡兩端電壓仍然為U;又因為L與R并聯(lián),燈泡電流是:
I=I2 -I1;
即燈泡電阻是:
;
[8]由于電流的熱效應,當燈泡發(fā)光時,燈絲的電阻會隨溫度升高而變大;當燈泡兩端電壓不等于其額定電壓時,求出的電阻就不等于其正常發(fā)光時電阻,從而求出的功率就不是額定功率;
[9]若要求燈泡額定功率,就必須讓燈泡兩端電壓等于額定電壓,即將開關S拔到位置1,移動滑片P,使電流表示數(shù)是:
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【題目】如圖所示的電路中,電源電壓不變,電阻R1的阻值為20Ω 。當斷開開關S1和S2,閉合開關S3時,電流表的示數(shù)為0.6A;當斷開開關S2,閉合開關S1、S3時,電流表的示數(shù)為0.8A。求:
(1)電源電壓U。
(2)電阻R2的阻值。
(3)斷開開關S1和S3,閉合開關S2時,加在電阻R1兩端的電壓U1。
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【題目】電視機頂盒由于電路構造較簡單,所以在待機方面有很多都存在“假待機”情況,大部分元件還在工作,待機的耗電量會比電視待機耗電量更高。某機頂盒的待機功率約11W,焦炭熱值為3.0×107J/kg。通過計算回答:
(1)該機頂盒待機時電流是多少安?
(2)該機頂盒按一天待機20小時計算,一個月(30天)消耗電能多少焦?
(3)若這些能量由焦炭燃燒提供,需要完全燃燒多少千克的焦炭?
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【題目】如圖所示電路,電源電壓4.5V不變,電阻R1=5Ω,變阻器R2的最大阻值為20Ω,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,為了使兩表均不燒壞,求變阻器允許的取值范圍。
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【題目】如圖所示,小燈泡規(guī)格為“6V 3.6W”(燈絲電阻不變),閉合開關,當滑動變阻器的滑片P移至a端時,電流表示數(shù)為0.6A;當滑片P移至b端時,電壓表示數(shù)為4V,則( )
A. 小燈泡燈絲電阻是6Ω
B. 電源電壓是10V
C. 滑動變阻器最大阻值是10Ω
D. 滑片P位于b端時.滑動變阻器消耗的功率是0.8W
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【題目】如圖所示的電路,電源電壓6 V且保持不變。當只閉合開關S1時,電流表的示數(shù)為I1;當開關S1、S2均閉合時,電流表的示數(shù)為I2,且I1∶I2=1∶3,則R1∶R2=______;若開關S1、S2均閉合時,電流表的示數(shù)為0.6 A,則通電1 min的時間內(nèi),R1消耗的電能是______ J。
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【題目】如圖所示,閉合開關后,電流表A1、A2的示數(shù)比為1:4,則下列說法正確的是 ( )
A. 通過R1、R2的電流之比是1:4
B. R1、R2兩端的電壓之比是3:1
C. R1、R2的阻值之比是1:3
D. R1、R2的電功率之比是1:3
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【題目】小聰?shù)陌职纸o自家的小汽車安裝了電加熱座椅墊如圖甲。小聰研發(fā)發(fā)現(xiàn)該座椅墊有“高溫”、“低溫”、“關”三個檔位,其電路示意圖如圖乙,電源電壓為12V,R2=7.2,低溫功率為9W.求:
(1)座椅墊處于“低溫”時,電路中的電流是多少?
(2)加熱片R1的阻值是多少?
(3)座椅墊處于“高溫”檔時,功率是多少?高溫檔5min能產(chǎn)生熱量是多少焦耳?
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【題目】為測量某工業(yè)液體的密度,設計了如圖所示的一套裝置:圖甲中,直筒型容器的底面積為100cm2,高為 50cm,重為 5N,放置在水平臺秤上;圖乙中,A 球的體積為 1000cm3,是 B 球體積 的 2 倍,兩球用輕質細桿相連,放入甲容器中,恰能懸浮在清水中,現(xiàn)剪斷輕質桿,只有一球上浮, 穩(wěn)定后水對容器底的壓強減小了 300Pa;圖丙中 C 是彈簧測力計,彈簧測力計和 A、B 球之中上浮 的那個小球,用一輕質無伸縮的細線通過定滑輪相連接。(不考慮滑輪的摩擦及滑輪的重力,g取10N/kg)求:
(1)輕質桿被剪斷前后水面的高度差;
(2)被剪斷前后輕質桿的拉力差;
(3)按圖丙中所示,使上浮的小球浸沒在清水中時,容器中水的深度為 30cm,若將容器中的水換為同體積的工業(yè)液體,在彈簧測力計拉力作用下使小球浸沒在工業(yè)液體中,容器對臺秤的壓強相對于清水中增加了600Pa,求工業(yè)液體的密度。
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