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物理必考某同学利用如图1所示的电路测定小灯的功率.小灯的额定电压为4

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

某同学利用如图1所示的电路测定小灯的功率,小灯的额定电压为4伏,小灯额定功率在2瓦以内,所用滑动变阻器上标有“25Ω 1.5A”字样,电源电压不变,该同学实验步骤正确,闭合电键S,观察到电流表的示数为0.2安,电压表的示数为1伏,当他把滑动变阻器的滑片移到中点位置(即滑动变阻器接入电路的电阻为12.5欧)时,小灯两端电压为2伏.接着他继续把滑动变阻器滑片移到某位置时,小灯正常发光,电流表示数如图2所示.他继续移动变阻器的滑片到端点时,电流表的示数为0.44安,小灯比正常发光时要亮.请在下表中将该同学尚未记录的数据填写完整,并计算出额定功率.(计算功率时,精确到0.01瓦)

实验序号小灯两端电压U(伏)通过小灯的电流I(安)小灯电功率P(瓦)灯亮暗程度
110.2 很暗
22 较暗
3 正常发光
4 较亮

试题答案

解:实验1:灯泡与滑动变阻器最大电阻串联在电路中,灯泡功率P1=U1I1=1V×0.2A=0.2W,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

此时,灯泡电阻为R1===5Ω,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

电源电压为:U=I1R=0.2A×(R1+R)=0.2A×(5Ω+25Ω)=6V.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

实验2:滑片在中点时,滑动变阻器电压为:U2′=U-U2=6V-2V=4V,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器电流为:I2′===0.32A,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

根据串联电路电流相等,灯泡电流为:I2=I2′=0.32A,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

所以,灯泡功率P2=U2I2=2V×0.32A=0.64W.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

实验3:滑片滑到某一位置,灯泡正常工作,灯泡额定电压为4V,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

灯泡的功率最大为2W,所以,灯泡最大电流为:I===0.5A<0.6A,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

所以,电流表选择0~0.6A量程,灯泡额定电流为0.4A,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

所以,P3=U3I3=4V×0.4A=1.6W.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

实验4:滑片滑到端点时,只有灯泡接在电源上,灯泡电压为6V,sRJ物理好资源网(原物理ok网)

所以,P4=U4I4=6V×0.44A=2.64W.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:sRJ物理好资源网(原物理ok网)

实验序号小灯两端电压U(伏)通过小灯的电流I(安)小灯电功率P(瓦)灯亮暗程度
110.20.2很暗
220.320.64较暗
340.41.6正常发光
460.442.64较亮
sRJ物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

测定灯泡功率时,电路有4种状态,画出电路图,在图上标出已知量.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

甲:连接好电路,闭合电键,此时滑动变阻器连入电路阻值最大为25Ω,灯泡两端电压为 1V,电流为0.2A,求出灯泡功率,求出电源电压为6V.如图甲.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

乙:滑片在中点时,接入电流电阻为12.5Ω,知电源电压和灯泡电压,根据串联电路电压特点,求出滑动变阻器电压,再求出滑动变阻器电流即电路电流,计算功率.如图乙.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

丙:由灯泡的额定电压和最大功率值,求出灯泡最大电流,确定电流表量程.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

继续移动滑片到某一位置,灯泡正常发光,灯泡电压为4V,读出电流表的示数,计算灯泡功率.如图丙.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

丁:继续移动滑片,滑片到端点时,只有灯泡接在电源上,灯泡电压等于电源电压,求出功率.如图丁.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

点评:通过开关闭合断开,或移动滑动变阻器的滑片时,使电路有多种状态,一般情况下,电路有几种状态,画几个等效电路图,在每种状态下都标出已知量,求解思路清晰,不易混淆.sRJ物理好资源网(原物理ok网)

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