测定小灯泡电功率的实验,是各省市中考重点考查的实验之一。笔者对近年来中考中出现的相关考点进行了归纳整理,希望对师生了解和掌握该实验有所帮助。
典例:在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源为两节新的干电池,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为8Ω,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样。
(1)实验的原理(用公式表示)是________________。
(2)请在虚线框内画出该电路的电路图。
(3)在连接电路时,开关应处于_______状态,滑动变阻器的滑片应调到____处。
(4)请用笔画线代替导线,把图中的电路元件连接成实验电路。(连线不得交叉)
(5)实验过程中,调节滑动变阻器,当电压表的示数为_____V时,灯泡正常发光。若此时电流表的示数如图1所示,则通过灯泡的电流为_____A,小灯泡的额定功率是___W。
(6)下面是同学们在实验过程中出现的一些情况,请你帮助他们分析解决。
①连接好电路,闭合开关后,看到电流表指针如图2所示偏转,原因是:___________________。
②将最后一根导线连好后,马上看到灯泡发光,原因是:_________________________________。
③闭合开关后发现灯泡不亮,你认为电路故障原因不可能是(___)
A.灯泡没有旋进灯座
B.开关接触不良
C.灯泡的灯丝断了
D.电流表被短路
④连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,而电压表示数为3V,电流表示数为零,产生这一现象的原因是_____________________________。(写出一条即可)。
⑤连完电路并闭合开关后,发现电压表示数为零,电流表示数为0.2A,产生这一现象的原因是_________________________________。
⑥当闭合开关时,小灯泡较暗,滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度,则可能在连接电路时把滑动变阻器的______(选填“AB”或“CD”)两端点连入了电路中。
⑦为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率,张宏改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,算出三个电功率值,再求平均值,他这样做合理吗?为什么?
答:_____________________________________________________________。
⑧正确连接好电路,闭合开关后,发现灯泡两端的电压只有2V,这时应调节滑动变阻器的滑片向_______移动(依实物图),使电压表的读数为_________V,才能使小灯泡正常发光。
(7)若电源电压为6V,滑动变阻器有“10欧姆 1.5A”和“20欧姆 1A”两种规格,则本实验中应选用规格为________的滑动变阻器。
拓展:在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V):
(1)王强小组采用图3所示的方案,这种测量方法叫做_________。
图4
(2)姚远小组设计了另一种实验方案,电路如图4所示(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知):
实验步骤:
图5
①请你按电路图在图5中用笔画线连好电路;
②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
③开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2。
数据处理:先算出了灯泡的电阻RL=________(请你用所测的物理量表示),再根据,计算出灯的额定功率。
他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是:________________________。
仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为______________。
(3)若在姚远小组的实验方案中,只将其中的一只电流表改为一只电压表,请你重新设计一个实验电路图,测量小灯泡的额定功率(将实验电路图画在下面,不需要说明实验步骤)。
解析:1.(l)P=UI
(2)如图6
(3)断开 阻值最大
(4)如图7
(5)2.5 0.3 0.75
(6)①电流表的正负接线柱接反了
②连接电路的过程中开关没有断开
③D
④小灯泡开路
⑤小灯泡短路
⑥CD
⑦不合理。
因为滑动变阻器接入电路的阻值变化时,灯两端的电压也变化,计算出的电功率不是额定功率。
⑧根据实物图判定2.5
(7)20欧姆 1A
拓展:(1)伏安法
(2)①如图8
③灯丝电阻随温度而变,测出的R值不是正常工作状态下的电阻
开关S拨到位置1,移动滑片,直至电流表示数为(2分)。
(3)如图9
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