分析 測小燈泡的額定功率,不能忽略溫度對燈絲電阻的影響,所以只能使燈在正常工作的狀態(tài)下測算有關(guān)的物理量.
因沒有電流表,電壓表和已知電阻(滑動變阻器最大值)組合起來測量電流的作用:將燈與已知電阻的電阻(滑動變阻器最大值)、另一滑動變阻器串聯(lián)在電路中,用電壓表測燈泡兩端電壓,調(diào)節(jié)另一滑動變阻器使燈泡電壓達到額定電壓,通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換再用電壓表燈與已知電阻的電阻(滑動變阻器最大值)的總電壓,由串聯(lián)電路特點和歐姆定律得到燈泡正常發(fā)光電流,從而由P=UI計算出燈泡的額定功率.由此設(shè)計電路并寫出實驗步驟,最后得出表達式.
解答 解:
(1)燈泡額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω,燈泡正常發(fā)光電流約為:I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A,
若選用R1做已知阻值電阻,燈泡正常發(fā)光時,燈與R1的總電壓:U=I(RL+R1)=0.25A×(10Ω+5Ω)=3.75V,
若選用R2做已知阻值電阻,燈泡正常發(fā)光時,燈與R2的總電壓:U=I(RL+R2)=0.25A×(10Ω+10Ω)=5V,
所以電壓表使用0-15V量程,為了測量更精確,所以選擇R2作為已知阻值電阻與燈泡串聯(lián),
此時另一滑動變阻器分得電壓:U滑=U電源-U=9V-5V=4V,
此滑動變阻器連入阻值:R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.25A}$=16Ω,所以另一滑動變阻器應(yīng)選擇R3,
由分析,結(jié)合以上滑動變阻器的選擇,設(shè)計實驗電路圖如圖所示:
;
(2)由分析設(shè)計實驗步驟:
①按圖連接電路,將R2的滑片調(diào)到最大值處并保護不變,閉合開關(guān)S1、S2,斷開S3,調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V;
②保持R3的滑片不動,閉合S1和S3,斷開S2,記下此時電壓表示數(shù)U′;
(3)燈泡正常發(fā)光時,R2兩端電壓:U2=U′-U額=U′-2.5V,
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得,燈泡正常發(fā)光的電流:I=I2=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{U′-2.5V}{5Ω}$,
所以燈泡的額定功率:P額=U額I=2.5V×$\frac{U′-2.5V}{5Ω}$=0.5U-1.25.
故答案為:(1)見上圖;
(2)①按圖連接電路,將R2的滑片調(diào)到最大值處并保護不變,閉合開關(guān)S1、S2,斷開S3,調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V;
②保持R3的滑片不動,閉合S1和S3,斷開S2,記下此時電壓表示數(shù)U′.
(3)P額=0.5U-1.25.
點評 本題是燈泡額定功率測量的實驗,考查了實驗電路的設(shè)計、步驟和表達式,綜合性強,難度大,對能力要求較高.
明確沒有電流表時,可知通過電壓表與已知阻值電阻的組合間接測電流;沒有電壓表進,可以通過電流表與已知阻值電阻的組合間接測電壓.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 地?zé)崮、潮汐能、天然氣都是可再生能?/td> | |
B. | 提高能量利用中的轉(zhuǎn)化效率是節(jié)能問題的核心 | |
C. | 核能是無污染的可再生能源 | |
D. | 自然界遵守能量守恒定律,因此能源永不枯竭 |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
數(shù)據(jù)序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
電壓U/V | 3.0 | 2.5 | 1.4 | 0.4 | |
電流I/A | 0.30 | 0.28 | 0.22 | 0.12 | |
燈泡亮度 | 很亮 | 較亮 | 亮 | 暗 | 看不到發(fā)光 |
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 套上的管子較重,可以省些力 | B. | 套上的管子較粗,使用比較方便 | ||
C. | 套上管子后可以用較大的力 | D. | 套上管子后增大了動力臂 |
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