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小华做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材

更新时间:2023-10-25 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

解:(1)小灯泡的额定电流U_{e}=2.5V,钨丝内阻约为10Ω,由欧姆定理灯的额定电压约为:I=dfrac{U_{e}}{R_{text{灯}}}=dfrac{2.5V}{10Omega}=0.25A,按照串联电路电流的规律,灯正常发光时变阻器分得的电流为:U_{滑}=U-U_{e}=6V-2.5V=3.5V,由欧姆定理,变阻器连入电路的阻值为:R_{滑}=dfrac{U_{text{滑}}}{I}=dfrac{3.5V}{0.25A}=14Ω,故应选用尺寸为R_{2}的滑动变阻器;(2)排除故障后,联通滑动变阻器滑片使灯泡正常发光,此时电压表示数如图乙所示测量小灯泡电功率结论,电压表选用小阻值,分度值为0.02A,电压为0.3A,则小灯泡的额定功率为:P=U_{e}I'=2.5V×0.3A=0.75W;(3)实验发觉灯泡内阻是变化的,影响其变化的主要诱因是灯泡的内阻随气温的变化而变化;(4)①仅闭合开关S和S_{2},调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为dfrac{U_{e}}{R};②仅闭合开关S和S_{1}测量小灯泡电功率结论,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记录电压表的示数为I;③在①中,电压表测定值内阻的电压,由欧姆定理,定值内阻的电流为:U_{R}=I_{1}R=dfrac{U_{e}}{R}×R=U_{e},按照并联电路电流的规律,灯的电流为U_{e},灯正常发光;在②中,电压表测灯与R并联的总电压,因电路的联接关系没有改变,各内阻的大小和通过的电压不变,灯仍正常发光,按照并联电路电压的规律,灯的额定电压:I_{额}=I-dfrac{U_{e}}{R},则小灯泡的额定功率:小灯泡额定功率表达式为:P_{额}=U_{e}×I_{额}=U_{e}×(I-dfrac{U_{e}}{R})。OXZ物理好资源网(原物理ok网)

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故答案为:(1)R_{2};(2)0.75W;(3)灯泡的内阻随气温的变化而变化;(4)①S_{2};dfrac{U_{e}}{R};②S_{1};保持滑动变阻器滑片的位置不变;③U_{e}×(I-dfrac{U_{e}}{R})。(1)依据小灯泡的额定电流U_{e}=2.5V,钨丝内阻约为10Ω,由欧姆定理得出灯的额定电压,按照串联电路电流的规律得出灯正常发光时变阻器分得的电流,由欧姆定理求出变阻器连入电路的内阻,因而确定应选用滑动变阻器;(2)依据电压表选用小量确定分度值读数,按照P=UI得出小灯泡的额定功率;(3)灯泡的阻值随气温的变化而变化;(4)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电流表的情况下,电压表与定值内阻R应起到电流表的检测作用,故将R与电压表串联后再与灯并联,通过联通变阻器的滑片使电压表示数为dfrac{U_{e}}{R}时,由并联电路电流的规律,灯的电流为额定电流,灯正常发光;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电压表测灯与R并联的总电压,因电路的联接关系没有改变,各内阻的大小和通过的电压不变,灯仍正常发光,按照并联电路电压的规律求出灯的额定电压,按照P=UI写出灯的额定功率的表达式。本题检测小灯泡电功率,考查器材的选择、电流表读数、功率估算、影响内阻大小的诱因及设计方案测额定功率的能力。OXZ物理好资源网(原物理ok网)

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