18.3 测量小灯泡的电功率--【精品备课包】2021-2022学年人教版九年级物理备课资源(课件与练习)
【内容简介】在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”的字样,电源电压恒定不变。(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是 。(2)排除故障后,开始实验,闭合开关,电压表的示数为2.5V,此时应将变阻器滑片向 端调节,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视 的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4A,则灯泡的额定功率为 W。(3)完成上述实验后,又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤:①闭合开关S1和S3,移动滑片,当电压表的示数为 V时,停止移动滑片。②只闭合开关S1和S2,读出此时电压表的示数为U;③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。 【答案】(1)小灯泡短路;(2)左;电压表;1.52;(3)3.8V× 。【解析】(1)闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路;而灯不亮,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路。(2)灯泡两端实际电压为2.5V小于额定电压3.8V,为了测量小灯泡的额定功率,电压表示数应变大,根据串联电路的分压原理,滑动变阻器电阻应变小,则滑片应向左滑动;为了确定灯泡两端电压等于额定电压,眼睛应注视电压表;灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;(3)①闭合开关S1和S3,移动滑片,当电压表的示数为3.8V时,灯泡正常发光,停止移动滑片;②只闭合开关S1和S2,读出此时电压表的示数为U(即灯泡和变阻器的总电压);③在②中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时R0两端电压:U0=U﹣3.8V,由欧姆定律可得,通过R0电流:I0= = ,根据串联电路电流的规律知,此时灯泡电流与通过R0电流相等,所以灯泡的额定功率:P=U灯I灯=3.8V× 。故答案为:(1)小灯泡短路;(2)左;电压表;1.52;(3)3.8V× 。3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。 (1)为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 ;A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器 B.“50Ω0.5A”的滑动变阻器(2)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。(3)闭合开关后,小刚发现电流表和电压表有示数但都很小,且看不到小灯泡发光,其小灯泡不发光原因是 。(4)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V。要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V。(5)完成上述实验后,小华在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象,设计出了一个测未知定值电阻的电路,如图丁所示。根据电路图写出了其中一次测量的实验步骤:①开关S1闭合,S2断开,此时灯泡与电阻并联,它们两端电压相等,调节滑动变阻器,当电流表的示数为0.25A时,灯泡正常发光,灯泡两端电压等于2.5V。②保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,此时电流表测干路电流,记下电流表的读数为I.表达式:Rx= 。【答案】(1)B;(2)如上;(3)变阻器连入电路中的电阻最大;(4)1.8;A;(5) 。【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:I= = = A,当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律I= ,变阻器连入电路中的电阻为:R滑= = = =16.8Ω,故为了能够顺利完成实验探究,应选用“50Ω0.5A”的滑动变阻器,即选B;(2)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示: (3)闭合开关后,小刚发现电流表和电压表有示数但都很小,说明电路为通路,电路中的电阻很大,故小灯泡不发光原因是:变阻器连入电路中的电阻最大;(4)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,大小为1.8V;灯在额定电压下正常发光,1.8V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;(5)在②中,电流表测待测电阻和灯的电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,由并联电路电压的规律,待测电阻的电压为2.5V,根据并联电路电流的规律,待测电阻的电流:IX=I﹣0.25A,由欧姆定律I= ,待测电阻:RX= = = 。故答案为:(1)B;(2)如上;(3)变阻器连入电路中的电阻最大;(4)1.8;A;(5) 。4.王同学想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
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