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物理必考在测定标有“3.8V 小灯泡额定功率的实验中.所给的器材如下

2024-01-16 11:42:37信息公告826

在测定标有“3.8V”小灯泡(阻值约为10Ω)额定功率的实验中,所给的器材如下:gPV物理好资源网(原物理ok网)

学生电源(有3、6、9V三档)、电阻R1=5Ω、两块电流表(0-0.6-3A)、两只滑动变阻器(A、“5Ω 2A”,B、“10Ω 1A”).请完成下列实验:gPV物理好资源网(原物理ok网)

(1)请根据图甲中的电路,将图乙中实物电路补充完整.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(2)在这个实验中,你将选用学生电源的________V档,选择________(选填“A”、“B”)滑动变阻器.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要置于________端(选填“A”、“B”).调节变阻器,灯泡正常发光时的电流表A1的示数如图丙,则小灯泡的额定功率是________W.

试题答案

解:(1)滑动变阻器已经选定了下面接线柱,任意选择上面一个接线柱,把滑动变阻器串联在电路中.gPV物理好资源网(原物理ok网)

R1的电流约为:I1===0.76A>0.6A,所以,电流表A2选择0~3A量程.gPV物理好资源网(原物理ok网)

按照电路图,补全其中灯泡所在的支路,由电源正极开始,依次串联开关、电流表A1、灯泡、滑动变阻器到电源负极.gPV物理好资源网(原物理ok网)

分点是开关与电流表A1之间的任意接线柱,合点是灯泡与滑动变阻器之间的任意接线柱.gPV物理好资源网(原物理ok网)

从合点开始,连接电流表A2、定值电阻R1到合点.如图.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡正常工作时,电流约为:IL===0.38A,gPV物理好资源网(原物理ok网)

由(1)知,此时R1电流为I1=0.76A,gPV物理好资源网(原物理ok网)

干路电流I=IL=I1=0.38A+0.76A=1.14A.gPV物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器B“10Ω 1A”允许通过的最大电流太小不合格,gPV物理好资源网(原物理ok网)

选择“5Ω 2A”的滑动变阻器A.gPV物理好资源网(原物理ok网)

灯泡额定电压为3.8V,电源电压要大于3.8V,排除3V电源.gPV物理好资源网(原物理ok网)

如果选择9V为电源电压,灯泡正常工作时,滑动变阻器电压为U'=U-UL=9V-3.8V=5.2V,gPV物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器电阻最小值为:R'===4.56Ω,gPV物理好资源网(原物理ok网)

与滑动变阻器最大阻值相差太小,实验不易操作,排除9V.gPV物理好资源网(原物理ok网)

如果选择6V为电源电压,灯泡正常工作时,滑动变阻器电压为U''=U′-UL=6V-3.8V=2.2V,gPV物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器电阻最小值为:R''===1.93Ω,gPV物理好资源网(原物理ok网)

与滑动变阻器最大阻值相差较多,实验容易操作.gPV物理好资源网(原物理ok网)

所以,选择6V的电源.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(3)滑动变阻器接入右半段,滑片处于A端,滑动变阻器连入电路电阻最大.gPV物理好资源网(原物理ok网)

灯泡工作电流约为0.38A,电流表A1选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.4A,gPV物理好资源网(原物理ok网)

P=ULIL=3.8V×0.4A=1.52W.gPV物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)如上图;(2)6;A;(3)A;1.52.gPV物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)由电路图连接实物,从电源正极开始,先连接一条支路到电源负极.找出分点和合点.从分点开始,按照电流方向依次串联各元件到合点.gPV物理好资源网(原物理ok网)

注意滑动变阻器选择一上一下串联在电路中.gPV物理好资源网(原物理ok网)

电流表A2的量程由R1两端的电压和电阻来确定,电流由电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(2)由电压和电阻分别计算两个支路的电流,得到干路电流来确定滑动变阻器规格的选择.gPV物理好资源网(原物理ok网)

灯泡的额定电压为3.8V,电源电压要高于3.8V,gPV物理好资源网(原物理ok网)

如果电源电压为9V,当灯泡正常工作时,滑动变阻器两端电压为9V-3.8V=5.2V,滑动变阻器在电路中最小电阻几乎等于最大电阻,不容易完成实验,排除9V,选6V为电源电压.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(3)闭合开关前,滑片处于最大阻值处.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(4)电流表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数.gPV物理好资源网(原物理ok网)

知道电压和电流,根据P=UI计算功率.gPV物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题是一道比较难的实验题.难点如下:gPV物理好资源网(原物理ok网)

(1)由电路图连接实物图是灯泡与定值电阻先并联,然后与滑动变阻器串联,是混联电路.gPV物理好资源网(原物理ok网)

掌握这种复杂的实物连接方式,先连其中一条支路,然后找出分点与合点,从分点再串联各元件到合点.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(2)电流表的读数是通过电压和电阻计算电流,确定电流表量程再读数.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(3)滑动变阻器规格的选择是通过电路需要的电阻和电路最大电流来确定.gPV物理好资源网(原物理ok网)

(4)电源电压是通过假设排除方法来确定.gPV物理好资源网(原物理ok网)

总之,本题每个题目的条件都不是很直接,而是通过计算来获得的.gPV物理好资源网(原物理ok网)