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物理考题:某同学在“测定小灯泡功率 的实验中.所用电源因电池陈旧而电压

更新时间:2024-01-15 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

某同学在“测定小灯泡功率”的实验中,所用电源因电池陈旧而电压未知,但其电压高于小灯泡的额定电压.滑动变阻器标有“2A 20Ω”字样,标有“2.5V”字样且规格相同的小灯泡若干个,他按照图所示的电路按正常操作步骤进行实验.当P移在b端时,他闭合电键,发现电压表无读数,电流表读数为0.28安,灯不亮.移动滑片P灯仍不亮,断开电键,换一个新的小灯泡,再闭合电键,灯亮,电流表读数减少,但电压表无读数.把电压表换一个量程,仍无读数.该同学经过思考、分析后,重新进行实验,使小灯泡正常发光,此时P的位置恰好在滑动变阻器的中点上.ofg物理好资源网(原物理ok网)

(1)简述产生上述实验故障的原因.ofg物理好资源网(原物理ok网)

(2)求出小灯泡的额定功率.ofg物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

解:(1)电流表示数为0.28A,电路通路,灯泡串联在电路中,灯泡短路,电压表测量导线电压,导线电阻为0,电压为0.ofg物理好资源网(原物理ok网)

更换一个新灯泡之后,灯泡发光,电压表还是没有示数,更换量程之后,还是没有示数,所以,电压表坏了.ofg物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡短路,只有滑动变阻器全部接入电路,ofg物理好资源网(原物理ok网)

U=IR=0.28A×20Ω=5.6V,ofg物理好资源网(原物理ok网)

更换新灯泡,滑动变阻器接入一半电阻,R'=10Ω,灯泡正常工作,灯泡电压为2.5V,ofg物理好资源网(原物理ok网)

所以,滑动变阻器的电压为:U'=U-UL=5.6V-2.5V=3.1V,ofg物理好资源网(原物理ok网)

I'===0.31A,ofg物理好资源网(原物理ok网)

灯泡额定功率为:P=ULI'=2.5V×0.31A=0.775W.ofg物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)小灯泡短路;电压表损坏;(2)0.775W.ofg物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)电流表串联在电路中,电流表有示数,电路是通路,灯泡不亮,灯泡短路.ofg物理好资源网(原物理ok网)

电压表测量导线电压,U=IR=I×0Ω=0V.ofg物理好资源网(原物理ok网)

更换灯泡后,灯泡发光,电压表还是无示数,电压表坏了.ofg物理好资源网(原物理ok网)

(2)本题有两个过程:ofg物理好资源网(原物理ok网)

第一个过程,灯泡短路,只有滑动变阻器全部接入,R=20Ω,知道电流和电阻,求得电源电压.ofg物理好资源网(原物理ok网)

第二个过程,灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器有一半连入电路,R'=10Ω,灯泡正常工作,知道灯泡电压和电源电压,求得滑动变阻器的电压,再求通过滑动变阻器的电流即灯泡额定电流,根据P=UI求额定功率.ofg物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题不是常规测量电功率的方法,而是通过灯泡短路,滑动变阻器全部接入电路,求得电源电压;再把另一个新灯泡接入电路正常工作,通过滑动变阻器的电压和电阻求电流,即灯泡电流.本实验涉及到更多的计算,给实验增大了难度.ofg物理好资源网(原物理ok网)

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