小美做“测定小灯泡的电功率“实验,小灯泡的额定电压为3.8伏,电源电压为1.5伏的整数倍且不变.她正确连接电路,将滑片移到滑动变阻器的另一端,闭合电键发现电压表、电流

发布时间:2020-08-07 02:31:48

小美做“测定小灯泡的电功率“实验,小灯泡的额定电压为3.8伏,电源电压为1.5伏的整数倍且不变.她正确连接电路,将滑片移到滑动变阻器的另一端,闭合电键发现电压表、电流表的是数分别为3伏和0.2安,小灯泡的亮度偏暗.然后她向变阻器的另一端移动滑片,发现小灯泡继续变暗;当滑片到达另一端时,电压表、电流表的示数如图(a)、(b)所示.

①小美在器材选择以及操作过程中存在的问题是________,她所使用的变阻器的最大阻值为________欧.
②小美改正了上述问题,重新设计电路进行实验,并能通过观察电压表的示数准确判断出小灯泡是否正常发光.当她移动变阻器的滑片到中点位置(即变阻器接入电路的电阻为最大值的一半)时,发现小灯泡恰好正常发光,此时电压表指针恰好位于刻度线上,则电源电压为________伏,小灯泡的额定功率为________瓦.

网友回答

器材选择存在的问题:选择电源电压太小;操作存在的问题:闭合开关前滑片没有置于最大阻值处    20    6或7.5或9    0.836或1.406或1.976
解析分析:①电源电压应大于灯泡额定电压,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处;
将滑片移到滑动变阻器的另一端,闭合电键,小灯泡的亮度偏暗,然后她向变阻器的另一端移动滑片,
发现小灯泡继续变暗,小灯泡继续变暗说明电路电流继续减小,滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大,
说明闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,闭合开关时电压表示数等于电源电压,
根据电压表与电流表示数,由欧姆定律可以求出灯泡阻值;
由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,由串联电路特点与欧姆定律可以求出滑动变阻器阻值.
②灯泡额定电压电压是3.8V,如果电压表与灯泡并联,如果用小量程,灯泡正常发光时超过其量程,
则电压表应该用大量程,大量程的分度值是0.5V,灯泡额定电压是3.8V,灯泡正常发光时,
电压表指针不可能指在刻度线上,因此电压表应该与滑动变阻器并联,且电压表选用小量程;
由题意知,电流为0.2A时灯泡发光较暗,因此灯泡正常发光时的电流应大于0.2A,
根据串联电路特点及欧姆定律求出电源电压、灯泡正常发光时的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率.

解答:①由题意可知,电源电压为3V,灯泡额定电压是3.8V,所选电源电压太小;
由题意可知,闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为零,这是错误的,闭合开关前滑动变阻器滑片应置于最大阻值处;
电源电压是3V,电压表量程应该为0~3V,由图示电压表可知,其分度值是0.1V,示数为1V,
由图示电流表可知其示数为0.1A,由串联电路特点可知,滑动变阻器电压为3V-1V=2V,
∵I=,∴滑动变阻器最大阻R滑最大===20Ω.
②由题意可知,电压表与滑动变阻器并联,滑动变阻器滑片在中点,
则滑动变阻器接入电路的阻值为R===10Ω,电源电压是1.5V的整数倍,
a、如果电源电压为4.5V,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为4.5V-3.8V=0.9V,
电路电流I==0.09A<0.2A,灯泡不能正常发光;
b、如果电源电压为6V,灯泡正常发光时滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V,
电路电流I==0.22A,灯泡能正常发光,灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W;
c、如果电源电压为7.5V,灯泡正常发光时滑动变阻器电压为7.5V-3.8V=3.7V,此时电路电流I==0.37A,
灯泡额定功率为P=UI=3.8V×0.37A=1.406W;如果电源电压是9V,
灯泡正常发光时滑动变阻器电压为9V-3.8V=5.2V,电路电流I==0.52A,
灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.52A=1.976W;如果电源电压为10.5V,
则灯泡正常发光时电流大于0.6A,超出电流表量程,且功率较大,与灯泡实际功率不符;
故电源电压可能为:6V、7.5V、9V,灯泡额定功率可能为0.836W、1.406W、1.976W.
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