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文檔簡介
專題30測量小燈泡的電功率(綜合練習(xí))一、題目類型“測量小燈泡的電功率”有一部分題目綜合性比較強,例如需要判斷電源電壓、小燈的額定電壓,會正確選擇滑動變阻器規(guī)格;有些題目與“伏安法測電阻”一起考。二、例題分析【例題1】(2018上海中考)現(xiàn)有器材:電源(電壓有2、4、6、8、10和12伏六檔)、電流表、電壓表和電鍵各兩個,滑動變阻器(標有“20歐2安”字樣)、待測小燈泡(標有“2.2伏”字樣)和待測電阻RX各一個,以及導(dǎo)線若干。小華要做“用電流表、電壓表測電阻”實驗,小紅同時要做“測定小燈泡的電功率”實驗,但由于變阻器只有一個,兩位同學(xué)討論后,設(shè)計實驗方案并分配器材,然后使用各自分得的器材進行實驗。實驗中,小華發(fā)現(xiàn)電路中電流表的最小示數(shù)為0.2安;小紅觀察到當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為0.3安。(1)根據(jù)小華的實驗的相關(guān)信息,(a)畫出小華實驗的電路圖;(在答題紙的相應(yīng)位置作圖)(b)電流表示數(shù)最小時測得的電阻Rx=歐。(2)根據(jù)小紅的實驗的相關(guān)信息,(a)計算出小燈泡的額定功率P額;。(b)計算說明實驗中小紅選擇的電源電壓檔位。?!敬鸢浮浚?)(a)下圖;(b)10。(2)(a)P額=U額I額=2.2伏×0.3安=0.66瓦;(b)Umin>2.2伏;Umax=U額+I額R變=2.2伏+0.3安×20歐=8.2伏電源電壓可選的檔位為4伏、6伏、8伏?!窘馕觥浚?)(a)見圖;RRAVS(b)電路中電流表的最小示數(shù)為0.2安,電源電壓為2伏,Rx=U/I=2.0伏/0.2安=10.0歐;(2)(a)P額=U額I額=2.2伏×0.3安=0.66瓦;(b)電源電壓:Umin>2.2伏Umax=U額+I額R變=2.2伏+0.3安×20歐=8.2伏電源電壓可選的檔位為4伏、6伏、8伏?!纠}2】某學(xué)習(xí)小組成員小蘭進行測定小燈電功率實驗,小明進行伏安法測電阻實驗。實驗室提供了以下器材:電流表、電壓表和開關(guān)各2個、滑動變阻器3個(分別標有“5歐2安”、“10歐1安”、“20歐1安”字樣)、新干電池5節(jié)、標有“3.5伏”字樣的小燈、待測電阻Rx以及導(dǎo)線若干。他倆合理分配器材后同時開展實驗,實驗中電路連接均正確、操作步驟規(guī)范。實驗時,小蘭先讀出了開關(guān)剛閉合時的數(shù)據(jù),其中電流表示數(shù)為0.2安;接著,移動變阻器的滑片至小燈正常發(fā)光,讀出此時的電流為0.24安。小明也讀出了開關(guān)剛閉合時的數(shù)據(jù),其中電壓表示數(shù)為2.1伏;接著移動滑片至中點位置,讀出了第二組數(shù)據(jù)。他們相互交流數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)恰好有一組數(shù)據(jù)完全相同。最后,他們再次移動滑片,分別測出第三組數(shù)據(jù),完成了各自的實驗。請根據(jù)以上信息,回答下列問題。(1)小蘭確定小燈正常發(fā)光的方法是,該小燈的額定功率是瓦;小明的實驗原理是。(2)開關(guān)剛閉合時,小蘭電壓表的示數(shù)是伏,小明電流表的示數(shù)是安?!敬鸢浮浚?)小蘭確定小燈正常發(fā)光的方法是觀察到電壓表示數(shù)為3.5伏時,小燈正常發(fā)光;0.84瓦;R=U/I。(2)2.5,0.18?!窘馕觥浚?)小蘭確定小燈正常發(fā)光的方法是觀察到電壓表示數(shù)為3.5伏時,小燈正常發(fā)光;小燈的額定功率為P=U燈I=3.5伏×0.24安=0.84瓦;小明的實驗原理是R=U/I。(2)①器材的分配:小蘭進行測標有“3.5伏”字樣的小燈的電功率實驗,所以電源電壓一定大于3.5伏,至少選用3節(jié)新干電池,電源電壓為4.5伏;因為小明開關(guān)剛閉合時電壓表示數(shù)為2.1伏,說明至少用力2節(jié)干電池。一共有5節(jié)干電池,所以結(jié)果是:小蘭選用3節(jié)新干電池,電源電壓為4.5伏;小明用兩節(jié)干電池,電源電壓為3伏。②小蘭:第一次實驗,開關(guān)剛閉合時,電流I=0.2安,變阻器兩端的電壓為:UR=IR=0.2安×5歐=1伏,或2伏或4伏;小燈兩端的電壓為UL=U-UR3.5伏或2.5伏或0.5伏第二次實驗,小燈正常發(fā)光,電壓表的示數(shù)為3.5伏,電流為0.24安。③小明的第一次實驗開關(guān)剛閉合時,電流I=0.2安,電壓表示數(shù)為2.1伏;第二次實驗移動滑片至中點位置,無數(shù)據(jù)。分析比較小蘭的兩次實驗與小明的兩次實驗,發(fā)現(xiàn)有一組數(shù)據(jù)完全相同的只能是小蘭的第一次與小明的第二次實驗。得出小蘭的第一次實驗為:電流0.2安,電壓表的示數(shù)(小燈兩端的電壓)為2.5伏;得出小明的第二次實驗為:電流0.2安,電壓表的示數(shù)(待測電阻兩端的電壓)為2.5伏;④小明移動滑片至中點位置時,電流0.2安,電壓表的示數(shù)(待測電阻兩端的電壓)為2.5伏;R=U/I=(3伏-2.5伏)伏/0.2安=2.5歐,所用變阻器的規(guī)格為“5歐2安”小明剛閉合電鍵時,I=U/R=(3伏-2.1伏)伏/5歐=0.18安【例題3】(2022楊浦區(qū)二模)現(xiàn)有電源(電壓為6伏且保持不變)、滑動變阻器(標有“202A”字樣)各兩個,待測小燈泡(標有“0.2A”字樣)、待測電阻RX各一個,其它器材齊全且完好。小楊要做“用電流表、電壓表測電阻”實驗,小浦要做“測定小燈泡的電功率”實驗。他們選好實驗器材正確串聯(lián)電路,再將電壓表并聯(lián)在電路中。兩人均規(guī)范操作,閉合開關(guān)后,小楊觀察到電壓表與電流表示數(shù)如圖14(a)(b)所示;小浦移動變阻器滑片至中點附近,發(fā)現(xiàn)小燈泡正常發(fā)光,觀察到電壓表示數(shù)如圖14(c)所示根據(jù)上述信息,請判斷:①小楊實驗時電壓表的量程為_____伏(選填“0~3”或“0~15”)②小楊將電壓表并聯(lián)在_____兩端(選填“電源”、“待測電阻”或“變阻器”),理由是:____。③小浦實驗時判斷小燈泡正常發(fā)光的依據(jù)是:__________。④請計算出小燈泡的額定功率P額。【答案】①0~3;②待測電阻;③觀察到電流表的示數(shù)為0.2安,此時小燈泡正常發(fā)光;0.76W?!窘馕觥竣匐娫措妷簽?伏,故電壓表的示數(shù)為2伏,電壓表的量程為0~3V;②i.電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端時RRⅡ.電壓表并聯(lián)在變阻器兩端時RR所以小楊實驗時電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端(合理均給分)③觀察到電流表的示數(shù)為0.2安,此時小燈泡正常發(fā)光;④小浦移動變阻器移至中點附近i.電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端
Rii.電壓表并聯(lián)在變阻器兩端
R所以小浦實驗時電壓表并聯(lián)在變阻器兩端。U=6伏-2.2伏=3.8伏P=UI=3.8伏×0.2安=0.76瓦四、綜合訓(xùn)練1.(2021黃浦二模)現(xiàn)有器材:電源兩個(電壓分別為3伏、6伏),電流表、開關(guān)各兩個,待測小燈泡(標有“0.3A”字樣,額定功率大于1瓦)、待測電阻Rx、電壓表(只有0~3伏檔完好)、滑動變阻器(標有“20歐2安”字樣)各一個,定值電阻R定(阻值分別為5歐、10歐和15歐)三個及導(dǎo)線若干。小紅做“測定小燈泡的電功率”實驗,小華同時做“用電流表、電壓表測電阻”實驗。由于器材有限,兩位同學(xué)討論后,合理分配器材,并順利完成實驗。實驗中,小紅觀察到當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)為2.0伏;小華發(fā)現(xiàn)電路中電流表的最小示數(shù)為0.12安。①根據(jù)小紅實驗的相關(guān)信息:(a)小紅所用電源的電壓為伏,理由是。(b)計算小燈泡的額定功率P額。(需寫出計算過程)②根據(jù)小華實驗的相關(guān)信息:(a)畫出小華實驗的電路圖。(b)求出電流最小時待測電阻的阻值。(需寫出計算過程)【答案】①(a)6伏,U額最小=P額最小/I額=1瓦/0.3安>3伏;(b)1.2瓦。②(a)見下圖;(b)10歐?!窘馕觥竣伲╝)小燈的額定電壓U額最?。絇額最小/I額=1瓦/0.3安>3伏,所以電源電壓應(yīng)該為6伏。(b)小紅觀察到小燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)為2.0伏,小于額定電壓,是電壓表與變阻器并聯(lián);U額=U-U滑=6伏-2伏=4伏P額=U額I額=4伏×0.3安=1.2瓦②(a)小華做“用電流表、電壓表測電阻”實驗,電源電壓為3伏,沒有滑動變阻器,電路圖如下:小華小華R定SRxA(b)電流最小時,電阻最大,定值電阻R定=15歐此時R大=U/I?。?伏/0.12安=25歐Rx=R大-R定=25歐-15歐=10歐2.(2021靜安二模題)小華同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗,電源電壓保持不變,實驗器材齊全并完好,滑動變阻器上標有“20Ω2A”的字樣,待測小燈上只有所標“0.3A”(指小燈正常工作電流)字樣清晰可見。小華連接電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P時,觀察到小燈較暗但亮度不變,這時電壓表的示數(shù)為2伏,電流表的示數(shù)為0.2安。小華思考后,重新連接了電路進行實驗,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器滑片從某點開始移動直至小燈泡正常發(fā)光的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)從2.6伏變化到1.5伏,對應(yīng)的電流表示數(shù)從0.26安變化到0.30安。①小華判定小燈泡正常發(fā)光的理由是。②請根據(jù)相關(guān)信息,求小燈泡的額定功率。(本小題的解答過程應(yīng)有必要的說明和計算)【答案】=1\*GB3①電流表示數(shù)為0.3安時,小燈正常發(fā)光;②1.35瓦?!窘馕觥?1\*GB3①電流表示數(shù)為0.3安時,小燈正常發(fā)光;②移動滑動變阻器的滑片P時,觀察到小燈較暗但亮度不變,是把變阻器的下面兩個接線柱接入電路(相當(dāng)于一個定值電阻),這時電壓表的示數(shù)為2伏,電流表的示數(shù)為0.2安,電源電壓為:U總=U1+UR=U1+IR=2伏+0.2安×20歐=6伏重新連接了電路進行實驗,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器滑片從某點開始移動直至小燈泡正常發(fā)光的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)從2.6伏變化到1.5伏,對應(yīng)的電流表示數(shù)從0.26安變化到0.30安,說明電壓表與變阻器并聯(lián),小燈泡正常發(fā)光時,變阻器兩端的電壓為1.5伏。小燈泡的額定功率P=UI=4.5伏×0.3安=1.35瓦。3.現(xiàn)有器材:電源兩個(電壓分別4.5伏和6伏),電壓表、電流表和電鍵各兩個,滑動變阻器A、B兩個(A標有“10Ω1Α”、B標有“20Ω2Α”字樣),待測小燈泡(標有“2.5V”字樣)和待測電阻RX各一個,及導(dǎo)線若干。小華做“用電流表、電壓表測電阻”實驗,小紅同時要做“測定小燈泡的電功率”實驗,兩位同學(xué)分配器材,然后使用各自分得的器材正確連接電路后進行實驗。(b)①在小華的實驗中,實驗步驟正確,當(dāng)剛閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)如圖(a)、(b)所示,(a)此時測得的電阻Rx=歐。(精確到0.1歐)(b)小華繼續(xù)實驗獲取多組數(shù)據(jù),是為了。②在小紅的實驗中,當(dāng)滑片在變阻器的中點附近(阻值為最大阻值的一半)時,小燈正常發(fā)光。(a)小紅在實驗中,選擇的滑動變阻器是(選填“A”或“B”)。(b)計算出小燈泡的額定功率P額。(需寫出計算過程)【答案】①(a)10.0Ω;(b)多次測量取平均值,減小誤差。②(a)A。(b)1.【解析】①(a)小華的實驗中,正確連接電路,實驗步驟正確,測得的電阻Rx=U/I=2V/0.2A=10.0Ω;(b)小華繼續(xù)實驗獲取多組數(shù)據(jù),是為了多次測量取平均值,減小誤差。剛閉合電鍵時,變阻器兩端的電壓為UR=IR=0.2安×10歐=2伏,或UR?=IR?=0.2安×20歐=4伏,電源電壓U=UR+UX=2伏+2伏=4伏;電源電壓或U?=UR?+UX=4伏+2伏=6伏。結(jié)論:所用電源電壓為6伏,滑動變阻器的規(guī)格為:B標有“20Ω2Α”②小紅的實驗中,電源電壓為4伏,滑動變阻器的規(guī)格為A標有“10Ω2Α”小燈正常發(fā)光時,UL=2.5伏,R=5歐,滑動變阻器兩端的電壓UR=U-UX=4.5伏-2.5伏=2伏;小燈的額定電流為I=U/R=2伏/5歐=0.4安小燈的額定功率為:4.(2020靜安二模)小華做“測定小燈泡的電功率”實驗,實驗器材齊全且完好,電源的電壓有2、4、6、8、10和12伏六擋,滑動變阻器有A、B兩種規(guī)格(A標有“10歐2安”的字樣、B標有“20歐2安”的字樣),待測小燈標有“2.5伏”的字樣。①小華選擇某擋電源電壓和某規(guī)格的滑動變阻器進行實驗,他正確連接電路且規(guī)范操作,閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較亮,電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖14(a)、(b)所示。((a)(b)圖14(a)根據(jù)實驗相關(guān)信息,此時小燈泡電功率______額定功率(選填“高于”“等于”或“低于”);(b)根據(jù)實驗相關(guān)信息,通過計算說明此時所選用的電源電壓和滑動變阻器的規(guī)格____。②小華為使小燈泡正常發(fā)光,經(jīng)過思考后,對相關(guān)實驗器材進行了調(diào)整,并根據(jù)調(diào)整重新實驗,實驗過程中操作規(guī)范、步驟正確。小華移動變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光,觀察到電流表的示數(shù)為0.3安,并發(fā)現(xiàn)此時滑片恰好在變阻器的中間區(qū)域內(nèi)。(a)根據(jù)實相關(guān)信息,小燈泡的額定功率為______瓦;(b)根據(jù)實相關(guān)信息,通過計算說明小華對相關(guān)實驗器材所進行的可能的調(diào)整______。【答案】①(a)高于;(b)電源電壓為6伏,滑動變阻器的規(guī)格:“10歐2安”。②(a)(b)Ⅰ.僅調(diào)整電源電壓為4伏檔即可。Ⅱ.僅調(diào)整變阻器的規(guī)格(換為“20歐2安”字樣)也可以?!窘馕觥竣伲╝)因為小燈泡發(fā)光較亮,所以此時小燈泡電功率高于額定功率;(b)電流為I=0.32安,變阻器兩端的電壓為UR=IR=0.32安×10歐=3.2伏,或UR?=IR'=0.2安×20歐=6.4伏,電源電壓U=UR+UL=3.2伏+2.8伏=6伏;電源電壓或U'=UR?+UL=6.4伏+2.8伏=9.2伏(舍去)。所以電源電壓為6伏,滑動變阻器的規(guī)格:“10歐2安”。②小燈的額定功率為:Ⅰ.小燈泡正常發(fā)光,額定電流為I=0.3安,額定電壓2.5伏若電源電壓U=4伏,則需要變阻器的大小為R=(U-)/I=1.5伏/0.3安=5歐,可以滿足變阻器的滑片恰好在變阻器的中間區(qū)域內(nèi)。所以僅調(diào)整電源電壓為4伏檔即可。Ⅱ.若換“20歐2安”字樣的變阻器,燈正常發(fā)光時,變阻器兩端的電壓約為UR=IR=0.3安×10歐=3伏,電源電壓U=UR+UL=3伏+2.5伏=5.5伏,可以取電源電壓為6伏,僅調(diào)整變阻器的規(guī)格(換為“20歐2安”字樣)也可以。5.小華同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗,所用器材:電源、小燈(標有“2.5V”字樣)、滑動變阻器(“20Ω1A”或“10Ω2A”)、電壓表、開關(guān)及若干導(dǎo)線,所有器材均完好。小華正確連接電路,并將滑片置于變阻器一端。閉合開關(guān),小燈一閃隨即熄滅,電壓表的示數(shù)如圖13(a)所示。接著小華更換相同規(guī)格的小燈重新實驗,他正確連接好電路,并將滑片置于變阻器一端,閉合開關(guān)后,電壓表、電流表的示數(shù)如圖13(b)、(c)所示。接著他移動變阻器的滑片,觀察到小燈逐漸變亮,電壓表示數(shù)逐漸變大。當(dāng)小燈正常發(fā)光時,滑片P的位置恰好在中點上(即變阻器連入電路的電阻為最大阻值的一半)。圖13①剛開始實驗時,他在操作中存在的問題是。②實驗中所用的電源電壓為伏;滑動變阻器規(guī)格為。=3\*GB3③請根據(jù)相關(guān)信息,求出小燈的額定電功率。(本小題需寫出計算過程)?!敬鸢浮竣偎诓僮髦写嬖诘膯栴}是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片在電阻值最小的一端;②4.5,滑動變阻器規(guī)格為“10Ω2A”;③1瓦?!窘馕觥竣傩∪A正確連接電路,并將滑片置于變阻器一端。閉合開關(guān),小燈一閃隨即熄滅,是小燈的燈絲燒斷,發(fā)生斷路,他在操作中存在的問題是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片在電阻值最小的一端;②閉合開關(guān),小燈一閃隨即熄滅,燈絲燒斷,發(fā)生斷路,所以電壓表的示數(shù)為電源電壓4.5伏。重新正確連接好電路,并將滑片置于變阻器一端,小燈兩端的電壓UL=1.5伏,變阻器兩端的電壓UR=U-UL=4.5伏-1.5伏=3伏Rmax=UR/I=3伏/0.3安=10歐,滑動變阻器規(guī)格為“10Ω2A”③小燈正常發(fā)光時,滑片P的位置恰好在中點上,R=5歐,UR=U-UL=4.5伏-2.5伏=2伏額定電流I=U/R=2伏/5歐=0.4安小燈的額定功率為:6.(2021長寧二模題)現(xiàn)有器材:電源(電壓為6伏保持不變)、電流表、電壓表和開關(guān)各兩個,滑動變阻器(標有“20歐2安”和“10歐1安”字樣各一個)、待測小燈泡(標有“2.5伏”字樣)和待測電阻Rx各一個,以及導(dǎo)線若干。小華做“用電流表、電壓表測電阻”實驗,小紅同時做“測定小燈泡的電功率”實驗,兩位同學(xué)各用一個變阻器進行實驗。正確串聯(lián)好電路后,兩位同學(xué)分別將電壓表并聯(lián)在電路中,閉合開關(guān),移動變阻器滑片,小華記錄下三組數(shù)據(jù),小紅在小燈泡發(fā)光偏暗、偏亮和正常發(fā)光情況下記錄下三組數(shù)據(jù),表一、表二是他們各自記錄的數(shù)據(jù)。請根據(jù)相關(guān)實驗信息回答問題:①判斷小紅記錄數(shù)據(jù)的表格并說明理由。②通過計算說明小紅所用的變阻器規(guī)格。③小華實驗中測得的待測電阻Rx為歐(精確到0.1歐);小紅實驗中小燈泡的額定功率P額為瓦。表二表二實驗序號電壓表示數(shù)(V)電流表示數(shù)(A)13.00.3223.50.3634.00.40表一實驗序號電壓表示數(shù)(V)電流表示數(shù)(A)13.00.5023.50.4034.00.30【答案】①見下;②變阻器是“20歐2安”;③9.7;1。【解析】①由兩表中電壓表與電流表示數(shù)變化情況可知:表一的電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,表二的電壓表并聯(lián)在待測小燈或者待測電阻兩端;因為小紅三次實驗中有小燈正常發(fā)光時的示數(shù),而表二中三次電壓值均大于小燈額定電壓2.5伏,無法使小燈正常發(fā)光,故小紅的實驗數(shù)據(jù)應(yīng)是記錄在表一中。(其他理由合理也得分)②由表一序號3可知,=4伏/0.3安=13.3歐>10歐所以小紅選的變阻器是“20歐2安”③Rx1=U1/I1=3伏/0.32安=9.4歐;Rx2=U2/I2=3.5伏/0.36安=9.7歐;Rx3=U3/I3=4伏/0.4安=10.0歐;電阻的平均值為EQ\O(R,ˉ)x=(Rx1+Rx2+Rx3)/3=9.7歐P額=U額I額=2.5伏×0.4安=1瓦7.(2020寶山二模)小顧同學(xué)做“測定小燈泡的額定電功率”實驗,實驗室提供的器材有干電池若干節(jié)、標有“3.8伏”字樣的待測小燈一個、電壓表一只、電流表一只,滑動變阻器(標有“20Ω2A”字樣)一個,電鍵一個,導(dǎo)線若干。他按圖16先將用導(dǎo)線將待測小燈、電鍵、電流表、電壓表連接好,然后將干電池先后一節(jié)、兩節(jié)串聯(lián)后和三節(jié)串聯(lián)后逐次接入電路中的A、B兩點間,并調(diào)整好電壓表的量程,再閉合電鍵讀取兩個電表的示數(shù),記錄在下表中。圖圖16ALSBA實驗序號電流(安)電壓(伏)電功率(瓦)小燈亮度10.141.5非常暗20.222.6很暗30.283.5較暗圖圖17⑴分析上表中_____欄記錄的情況,可以判斷小燈是否達到正常發(fā)光。⑵分析上表中記錄的電壓變化,發(fā)現(xiàn)隨著電池節(jié)數(shù)的增加,小燈兩端的電壓增加量逐漸減小,造成這一現(xiàn)象的原因可能是_________________________。⑶為了利用實驗室提供的這些器材使小燈正常發(fā)光,小顧同學(xué)接下來的操作是:_________。⑷小顧同學(xué)按合理的設(shè)計方案正確連接電路,且操作步驟正確,當(dāng)小燈正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖17所示,則小燈的額定電流為______安,小燈的額定功率為______瓦?!敬鸢浮浚?)電壓(伏);(2)電池不是新的,用的時間比較長,電壓會降低。(3)為使小燈正常發(fā)光,應(yīng)該繼續(xù)增加串聯(lián)的電池節(jié)數(shù),提高電源電壓,同時在電路里串聯(lián)一個滑動變阻器。(4)0.3,1.14?!窘馕觥浚?)小燈標有“3.8伏”字樣,判斷小燈是否達到正常發(fā)光,只需觀察兩端的電壓是否為3.8伏即可,所以應(yīng)該分析表中“電壓(伏)”記錄的情況。(2)發(fā)現(xiàn)隨著電池節(jié)數(shù)的增加,小燈兩端的電壓增加量逐漸減小,造成這一現(xiàn)象的原因可能是電池不是新的,用的時間比較長,電壓會降低些。(3)為使小燈正常發(fā)光,應(yīng)該繼續(xù)增加串聯(lián)的電池節(jié)數(shù),提高電源電壓,同時在電路里串聯(lián)一個滑動變阻器。(4)當(dāng)小燈正常發(fā)光時的額定電流為0.3安,小燈的額定功率為:8.(2020長寧二模)小明要測定某導(dǎo)體的電阻,小華要測定標有“3.5V”字樣小燈的額定電功率,他們分別選擇了電流表、電壓表、開關(guān)、“20Ω2A”的滑動變阻器及若干導(dǎo)線。選擇電源時,發(fā)現(xiàn)總共只有5節(jié)新干電池,他們在爭搶時不慎把一個變阻器摔壞。老師對他們教育后提出:合理分配現(xiàn)有器材,若依然能各自獨立完成實驗,可原諒其過失。兩位同學(xué)討論后對電池節(jié)數(shù)和一個變阻器的分配達成了一致,并最終都出色完成了老師的要求。①如何最合理地分配電池節(jié)數(shù)并說明理由。②畫出小明實驗的電路圖。③兩位同學(xué)都正確連接電路并規(guī)范操作。閉合開關(guān),他們分別填寫了表三、表四中序號1的部分數(shù)據(jù);他們繼續(xù)實驗又填寫了序號2的部分數(shù)據(jù)。請根據(jù)信息,將表中空項處的內(nèi)容補充完整。表四小華表四小華物理量序號電壓(伏)電流(安)功率(瓦)1(16)0.14(17)2(18)0.26(19)表三小明物理量序號電壓(伏)電流(安)電阻(歐)(14)11.50.1410.7(15)23.00.2611.5【答案】①小燈的額定電壓為3.5伏,所以小華至少需要3節(jié)干電池,電壓為4.5伏。同時,小明要通過改變電池節(jié)數(shù)改變電壓,也需要多節(jié),但小華取了3節(jié),小明只能分配2節(jié)。所以小華要測定標有“3.5V”字樣小燈的額定電功率,電源電壓不可能為小燈的額定電壓,所以一定要用滑動變阻器改變小燈兩端的電壓,而小明只需改變電池的節(jié)數(shù)即可進行多次測量,不需要滑動變阻器。②見下。③電阻平均值(歐);11.1歐;1.7,0.238,3.5,0.91?!窘馕觥竣傩舻念~定電壓為3.5伏,所以小華至少需要3節(jié)干電池,電壓為4.5伏。同時,小明要通過改變電池節(jié)數(shù)改變電壓,也需要多節(jié),但小華取了3節(jié),小明只能分配2節(jié)。所以小華要測定標有“3.5V”字樣小燈的額定功率,電源電壓不可能為小燈的額定電壓,所以要用滑動變阻器改變小燈兩端的電壓,而小明只需改變電池的節(jié)數(shù)即可進行多次測量,不需要滑動變阻器。②小明實驗的電路圖。RRAVS③小明的最后一列為:電阻平均值(歐);電阻的平均值為EQ\O(R,ˉ)x=(Rx1+Rx2)/2=11.1歐小華同學(xué)正確連接電路并規(guī)范操作,閉合電鍵時,電流I=0.14安,滑動變阻器兩端的電壓UR=IR=0.14安×20歐=2.8伏,小燈兩端的電壓UL=U-UR=4.5伏-2.8伏=1.7伏,小燈的實際功率為:小華最終出色完成了老師的要求,則第二次實驗測量的是小燈的額定功率小燈的額定功率為:9.(2020嘉定二模)現(xiàn)有電源(2伏、4伏、6伏、8伏、10伏五檔)、電流表、電壓表和開關(guān)各2個,待測電阻、標有“20Ω2A”的滑動變阻器、標有“3.5V”字樣的待測小燈(額定功率在1.2瓦以內(nèi))各一個,以及導(dǎo)線若干。小華做測電阻的實驗,小明做測定小燈泡電功率的實驗。兩人討論后分配實驗器材,按照設(shè)計方案開始實驗。他們正確串聯(lián)實驗器材,電壓表并聯(lián)在電路中,實驗步驟正確。閉合開關(guān)時,小華觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別為2伏和0.2安,小明觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別為4伏和0.2安,此時小燈很暗;經(jīng)過思考,小明調(diào)整電路后重新實驗,當(dāng)小燈正常發(fā)光時,小明觀察到電流表示數(shù)如圖所示。請根據(jù)以上信息,完成以下問題:
①畫出小華實驗的電路圖。②實驗中,(選填“小華”或“小明”)選擇了滑動變阻器,此實驗中它的作用是。③計算小明實驗中選擇的電源電壓和小燈的額定功率。(需寫出計算過程)【答案】①見下。②小明,利用滑動變阻器改變小燈泡兩端的電壓(通過的電流),使其分別略低于、等于或略高于額定電壓(額定電流),以測得小燈泡在不同電壓下的電功率。③6伏,1.05瓦?!窘馕觥竣傩∶饕獪y定標有“3.5V”字樣小燈的額定電功率,而電源電壓不恰好是小燈的額定電壓,所以一定要用滑動變阻器改變小燈兩端的電壓;而小華做測電阻的實驗,不需要滑動變阻器。小華實驗的電路圖:RRAVS②實驗中,小明選擇了滑動變阻器,此實驗中它的作用是利用滑動變阻器改變小燈泡兩端的電壓(通過的電流),使其分別略低于、等于或略高于額定電壓(額定電流),以測得小燈泡在不同電壓下的電功率。③閉合開關(guān)時,小明觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別為4伏和0.2安,此時小燈很暗,小燈兩端的電壓低于額定電壓3.5伏,所以電壓表與變阻器并聯(lián);電源電壓的范圍4伏<U電源<3.5伏+4伏,所以U電源=6伏因為小燈的額定電流I額<P額/U額=1.2瓦/3.5伏=0.34A所以由圖15可知I額=0.3AP額=U額I額=3.5伏×0.3安=1.05瓦10.(2020徐匯二模)甲同學(xué)要測定一個未知電阻的阻值,乙同學(xué)要測定標有“0.3A”字樣小燈L的額定功率。他們分別選取了電源電壓、滑動變阻器等規(guī)格完全相同的兩套實驗器材。甲同學(xué)正確連接電路,并規(guī)范地進行實驗。閉合開關(guān),觀察電流表、電壓表的示數(shù)并記錄在表一序號1中。接著,移動變阻器滑片的位置,在讀取序號2的數(shù)據(jù)時,滑片恰好在變阻器的中點處(連入電路的阻值為最大值的一半);讀取序號3的數(shù)據(jù)時,滑片處在變阻器的另一端。表一表一物理量序號電壓(伏)電流(安)電阻(歐)13.20.2811.424.20.3611.73____0.54____乙同學(xué)將小燈L與滑動變阻器串聯(lián)接入電路中后,將電壓表并聯(lián)在某個元件的兩端,并規(guī)范地進行實驗。閉合開關(guān)S,移動變阻器的滑片直至小燈泡正常發(fā)光。電壓表的示數(shù)在1.5~2.6伏間變化,電流表的示數(shù)在0.26~0.30安間變化。①根據(jù)甲同學(xué)實驗的相關(guān)信息:(a)表一中進行3次實驗的目的是為了(選填“尋找普遍規(guī)律”或“減小誤差”)。(b)表一中的序號3所缺的數(shù)據(jù)是、。②根據(jù)乙同學(xué)實驗的相關(guān)信息:(a)判定小燈泡正常發(fā)光的理由是;(b)計算出小燈泡的額定功率P額?!敬鸢浮竣伲╝)減小誤差。(b)6,11.1。②(a)判定小燈泡正常發(fā)光的理由是當(dāng)電流表的示數(shù)為小燈泡的額定電流0.3安時,小燈泡正常發(fā)光,(b)1.35瓦?!窘馕觥竣偌淄瑢W(xué)要測定一個未知電阻的阻值,(a)表一中進行3次實驗的目的是為了減小誤差。(b)實驗序號1,電源電壓U=UX+UR=3.2伏+0.28安×R實驗序號2,電源電壓U=UX?+UR?=4.2伏+0.36安×0.5R電源電壓U=6V滑動變阻器的最大阻值為R=10歐表一中的序號3所缺的數(shù)據(jù)是6伏,Rx3=U3/I3=6伏/0.54安=11.1Ω;②(a)當(dāng)電流表的示數(shù)為小燈泡的額定電流0.3安時,小燈泡正常發(fā)光。(b)乙同學(xué)規(guī)范實驗。閉合開關(guān),U滑=0.26安×10歐=2.6伏,所以電壓表并聯(lián)在變阻器兩端,當(dāng)U滑=1.5伏時,電流為0.3安,U額=U-U滑=6伏-1.5伏=4.5伏,P額=U額I額=4.5伏×0.3安=1.35瓦。11.(2019年虹口二模)現(xiàn)有電源(2V、4V、6V、8V、10V、12V六檔)、電流表、電壓表和開關(guān)各1個,待測小燈(標有2.5V字樣)、待測電阻各一個,以及導(dǎo)線若干。小紅分析后發(fā)現(xiàn)只能完成“用電流表、電壓表測電阻”和“測定小燈泡的電功率”兩個實驗中的一個,于是她利用現(xiàn)有器材進行實驗,記錄的電流表示數(shù)分別為0.2安、0.42安、0.58安。①畫出小紅實驗的電路圖。②根據(jù)實驗相關(guān)信息,通過計算得到實驗結(jié)果。【答案】①見圖:AARxSV②9.9歐或19.8歐。【解析】沒有滑動變阻器,用電器兩端的電壓只能為電源電壓,由于小燈的額定電壓為2.5伏,所以無法測定小燈泡的電功率,只能完成“用電流表、電壓表測電阻”實驗;①小紅實驗的電路圖如圖所示。②因為對于待測電阻來講,電壓越大,通過的電流越大,所以RX1=UX1/IX1=2伏/0.2安=10.0歐RX2=UX2/IX2=4伏/0.42安=9.5歐RX3=UX3/IX3=6伏/0.58安=10.3歐待測電阻的平均值RX=(10.0歐+9.5歐+10.3歐)/3=9.9歐或RX1=UX1/IX1=4伏/0.2安=20.0歐RX2=UX2/IX2=8伏/0.42安=19.0歐RX3=UX3/IX3=12伏/0.58安=20.6歐待測電阻的平均值RX=(20.0歐+19.0歐+20.6歐)/3=19.8歐12.(2019年黃浦二模)小黃同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗,現(xiàn)有電源(電壓為定值)、待測小燈泡(標有“0.25A”字樣)、電流表、電壓表(只有0~3伏檔完好)、滑動變阻器(標有“20Ω1A”字樣)、電鍵及導(dǎo)線若干。小燈的額定功率估計為0.9瓦左右。該同學(xué)正確連接電路,實驗步驟正確。當(dāng)閉合電健時,電壓表、電流表的示數(shù)分別為2伏和0.2安。接著他邊思考便實驗,同時對電路進行調(diào)整,直至小燈正常發(fā)光。=1\*GB3①求電源電壓。(寫出過程)=2\*GB3②觀察到電流表示數(shù)為0.25安時,電壓表示數(shù)如圖所示,此時電壓表讀數(shù)為伏。=3\*GB3③請根據(jù)相關(guān)信息,求出小燈的額定電功率。(本小題需寫出計算過程)?!敬鸢浮竣?伏;②2.5;③0.875瓦;【解析】=1\*GB3①該同學(xué)正確連接電路,實驗步驟正確。電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,且閉合電鍵時,變阻器連入電路的電阻值最大,電源電壓U源=U燈+UR=2伏+0.2安×20歐=6伏;=2\*GB3②觀察到電流表示數(shù)為0.25安時,小燈正常發(fā)光,此時電壓表讀數(shù)為2.5伏;=3\*GB3③因為電壓表的大量程損壞,小燈正常發(fā)光時,額定電壓大于3伏,變阻器兩端的電壓UR=6伏-U燈,小于3伏,所以需對電路進行調(diào)整,即把電壓表并聯(lián)在變阻器兩端。此時燈的額定電壓為U額=U源–UR=6伏–2.5伏=3.5伏P額=U額I額=3.5伏×0.25安=0.875瓦,為0.9瓦左右。13.(2019年普陀二模)同學(xué)在“測定小燈泡的電功率”實驗中的整數(shù)倍,小燈標有“2.5V”字樣,兩個滑動變阻器分別標有“10Ω2A”、“20Ω2A”字樣。小佳同學(xué)正確連接電路,實驗步驟正確,閉合電鍵時,小燈亮度較暗,電流表、電壓表的示數(shù)如圖17(a)、(b)所示。①閉合電鍵時,電壓表的示數(shù)為伏,理由是。②請通過計算判斷電源電壓及實驗中所用滑動變阻器的規(guī)格。③他移動滑片繼續(xù)實驗,當(dāng)小燈正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖17(c)所示,估計小燈的額定功率在0.6~0.9瓦之間,求小燈的額定功率。(請寫出計算過程)圖17【答案】①1.7伏;閉合電鍵時,小燈亮度較暗,U燈<2.5伏;②“20Ω2A”;③0.75瓦。【解析】①閉合電鍵時,電壓表的示數(shù)為1.7伏;閉合電鍵時,小燈亮度較暗,U燈<2.5伏。②若R滑最大=10歐,則U滑=IR滑=0.14安×10歐=1.4伏U=U燈+U滑=1.7伏+1.4伏=3.1伏(不合題意,舍去)若R滑最大=20歐,則U滑=IR滑=0.14安×20歐=2.8伏U=U燈+U滑=1.7伏+2.8伏=4.5伏所以,電源電壓為4.5伏,所用滑動變阻器規(guī)格為“20Ω2A”③因小燈額定功率在0.6~0.9瓦之間,I額=P額/U額=0.6~0.9瓦/2.5伏=0.24~0.36安所以小燈泡正常發(fā)光時,所以電流表示數(shù)為0.30安,P額=U額I額=2.5伏×0.30安=0.75瓦14.(2019年松江二模)小明同學(xué)要測定導(dǎo)體Rx的電阻,小華同學(xué)要測定標有“0.3A”字樣小燈L的額定功率。他們選取了電壓均為6伏的電源、均標有“10Ω2A”字樣的滑動變阻器及開關(guān)和導(dǎo)線等。但在選取電表時,發(fā)現(xiàn)可選擇的器材中只有一個電流表和一個電壓表,經(jīng)討論后兩位同學(xué)各選取了一個電表。接著,他們分別將所選電表接入電路,并按規(guī)范步驟進行操作。=1\*GB3①為了能順利完成各自的測量任務(wù),選取電流表的是同學(xué)。=2\*GB3②選取電壓表的同學(xué)閉合開關(guān)時,電壓表示數(shù)為2.8伏;移動變阻器滑片至中點位置時(即它接入電路的電阻為5歐),電壓表示數(shù)為1.8伏。選取電流表的同學(xué)閉合電鍵時,電流表示數(shù)為0.26安;將滑片移至中點位置時,電流表示數(shù)為0.3安。綜合上述信息,請計算求出小明同學(xué)兩次測定的Rx的阻值。(計算電阻時精確到0.1歐)小華同學(xué)測得小燈L的額定功率P額?!敬鸢浮竣傩∪A;②11.4歐,11.7歐,1.35瓦?!窘馕觥竣傩∪A同學(xué)要測定標有“0.3A”字樣小燈L的額定功率,所以要選取電流表;②小明同學(xué)要測定導(dǎo)體Rx的電阻,只能用電壓表,I1=U滑1/R滑1=2.8伏/10歐=0.28安Ux1=U-U滑1=6伏-2.8伏=3.2伏Rx1=Ux1/I1=3.2伏/0.28安=11.4歐將滑片移至中點位置時,I2=U滑2/R滑2=1.8伏/5歐=0.36安Ux2=U-U滑2=6伏-1.8伏=4.2伏Rx2=Ux2/Ix2=4.2伏/0.36安=11.7歐小華將滑片移至中點位置時,小燈正常發(fā)光U滑=IR滑=0.3安×5歐=1.5伏U額=U-U滑=6伏-1.5伏=4.5伏P額=U額I額=4.5伏×0.3安=1.35瓦15.(2019年楊浦二模)小華做“測定小燈泡的電功率”實驗,現(xiàn)有電源三個(電壓分別為2伏、6伏、8伏)、待測小燈(標有“0.3A”字樣)、電流表、電壓表(“0~15V”量程已損壞)、滑動變阻器、電鍵及導(dǎo)線若干。小華選定某一電源連接電路進行實驗,閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)小燈很亮。移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈更亮。他經(jīng)過思考,僅對原有實驗器材進行了調(diào)整,將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處,閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)分別如圖(a)、(b)所示。繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片,直至小燈正常發(fā)光,觀察到電壓表示數(shù)如圖(c)所示。根據(jù)小華實驗的相關(guān)信息,請回答下列問題。①剛開始實驗時發(fā)現(xiàn)小燈很亮的原因是。②判定小燈正常發(fā)光的方法是。③求滑動變阻器的最大阻值R以及小燈的額定電功率P額。(請寫出計算過程)((c)(b)(a)【答案】①電源電壓很大;②觀察到電流表示數(shù)為0.3安時,小燈正常發(fā)光;③20歐,1.14瓦?!窘馕觥竣匍]合電鍵后,發(fā)現(xiàn)小燈很亮。移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈更亮,說明閉合電鍵時,變阻器連入電路的阻值已經(jīng)最大,原因是電源電壓過大。②(移動滑片)觀察到電流表示數(shù)為0.3安時,小燈正常發(fā)光。③第二次實驗時,剛閉合電鍵,電壓表讀數(shù)大于2伏,所以小華同學(xué)將電源電壓從8伏調(diào)整至6伏。且移動滑片,電壓表示數(shù)變小,所以電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端。R=U/I=2.8伏/0.14安=20歐P額=U額I額=(6伏-2.2伏)×0.3安=1.14瓦16.(2019年長寧二模)小寧同學(xué)先后進行了“用電流表、電壓表測電阻”和“測定小燈泡的電功率”實驗,實驗器材齊全且完好,電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍且保持不變,待測小燈L可能標有“2.5V”或“3.8V”字樣,滑動變阻器標有“EQEQ20Ω2A”字樣。在“用電流表、電壓表測電阻”的實驗中,小寧同學(xué)正確連接電路,實驗步驟正確。閉合電鍵S,當(dāng)他把滑片P移動到滑動變阻器的中點和最大阻值之間時,電流表、電壓表的示數(shù)如圖(a)、(b)所示,根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),他計算得出了待測電阻Rx的阻值。然后,小寧繼續(xù)“測定小燈泡的電功率”實驗。他將小燈L與滑動變阻器串聯(lián)接入電路中后,將電壓表并聯(lián)在某個元件的兩端。閉合電鍵S,當(dāng)他把滑片P移動到某位置時,小燈L正常發(fā)光,電流表、電壓表示數(shù)如圖(a)、(c)所示。((a)(b)(c)①小寧同學(xué)測得待測電阻Rx的阻值為歐(計算結(jié)果),測量電阻的實驗過程中存在的不足之處是。②請在答題紙的方框內(nèi)畫出小寧同學(xué)“測定小燈泡的電功率”實驗的電路圖。③根據(jù)相關(guān)信息,通過計算得出電源電壓U及小燈L的額定功率P額。【答案】①6.1;沒有多次測量,求取平均來減小誤差。②電路圖見下;③6伏,0.684瓦。【解析】①Rx=U/I=1.1伏/0.18安=6.1歐;沒有多次測量,取平均來減小誤差。
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