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解析物理難點:測小燈泡的電功率實驗

時間:2012-12-21 17:42 來源:建通教育中考資訊網 編輯:張老師 點擊:
 解析物理難點:測小燈泡的電功率實驗
 有關小燈泡的電功率測量在電學中占有很重要地位。它涉及多方面的電學規律的應用及相關電學器材的交叉應用,始終是中考命題者關注的熱點。

   3.某同學做“測量一個小燈泡的電功率”實驗,所用燈泡的額定功率是2.2V。
  (1)如圖是他實驗的電路,但連接不完整,請你幫他完成電路的連接。
  (2)電路連接完整后,當向右移動滑動變阻器的滑片P時,電壓表的示數將_________,電流表的示數將________
  (3)實際實驗的有關記錄與計算如下表
實驗次數 1 2 3
電壓(V) 2.20 1.50 2.50
電流(A) 0.22 0.16 0.24
功率(W) 0.484 0.24 0.60
 
  該同學注意到燈的亮度變化是:第二次比第一次暗,第三次比第一次更亮。你認為,根據他觀察的現象和實驗數據分析,可得出一些什么結論呢?請你說出兩點(這兩點的意思應不同):
  ①________  ②________
  (4)他還注意到,這個實驗記錄也可以用來計算燈絲的電阻,并完成了有關計算如下表格:
實驗次數 1 2 3
電壓(V) 2.20 1.50 2.50
電流(A) 0.22 0.16 0.24
燈絲電阻(Ω) 10.00 9.38 10.42
 
  這位同學有些納悶兒:導體的電阻不是與電壓、電流無關嗎?怎么三次計算的燈絲電阻卻不一樣呢?
  請你對此作出兩種可能性的解釋: ①________   ②________
                
  解析:
  (1)小燈泡額定電壓是2.2V,電壓表量程選0—3V,電壓表“3”接在燈泡另一端,滑動變阻器C或D接成柱應接在燈炮的另一端與燈泡串聯。
  (2)當滑片P右移時,接入電路中的電阻變小,電流變大 示數變大,依據U=IR知電壓表的示數也變大。
  (3)可以得出如下結論:
  ①燈泡兩端電壓越大,燈泡所消耗的電功率也越大; 
  ②燈泡的亮度取決于燈泡所消耗的實際功率,或燈泡的實際功率越大,燈泡的亮度越大。
  (4)由表格中的數據不難看出當燈泡兩端電壓越大,則燈泡燈絲的電阻也越大,而燈泡所消耗的電功率也越大,則燈泡的亮度越強。當燈泡亮度強時,燈絲的溫度高,這就使燈絲的電阻大,因此可以得出燈絲電阻可能與溫度有關。造成燈泡燈絲電阻變化的另一個原因還有可能是在實驗過程中的誤差。
  答案:
  
(1)如圖        
  (2)變大  變大
  (3)①燈泡兩端電壓越大,燈越亮,
     ②功率越大燈越亮。
  (4)①可能實驗有誤差,②可能電阻與溫度有關。
  總結升華:本題主要考查①線路連接問題; ②數據分析問題;③電流、電壓變化問題。
  舉一反三
  在用電流表、電壓表測小燈泡的電功率的實驗時,燈泡上標有“3.4V”字樣。小紅設計了實驗電路圖如左圖,并連接了部分實驗電路,如右圖所示。
           
  (1)請幫助小紅完成實驗電路的連接。
  (2)連接完實驗電路后,小紅閉合開關,發現燈泡不亮,電流表無示數,電壓表有示數且接近于電源電壓,請幫助小紅分析電路出現故障的原因。___________________。
  (3)排除故障后,小紅調節滑動變阻器,使燈泡正常發光,此時電流表的示數如圖所示,讀數為________,則小燈泡的額定功率為________W。
                 
  (4)假如電壓表15V量程損壞,3V量程能正常使用,電源電壓為6V且穩定不變,仍利用現有的器材完成實驗,你認為應該如何操作?
  解析
  (1)線任選一個即可。
  (2)當開關閉合后,出現了燈泡不亮,電流表無示數,電壓表有示數且接近于電源電壓的現象。造成這一電路故障的原因可能是電壓表所并聯的燈泡處發生斷路(即燈絲斷了或燈泡處的接線柱接觸不良)則相當于電壓表與滑動變阻器串聯,電壓表電阻很大,電流很小,不能使電流表指針偏轉,造成電流表無示數,根據串聯電路分壓特點,電壓表分擔電壓即為電源電壓。
  (3)電流表讀數為0.3A,此時燈泡的電壓為額定電壓,則0.3A為燈泡正常工作時的電流,則燈炮的額定功率:
  (4)因為電壓表的15V量程已損壞,只能使用3V量程,但是,3V的量程不能測3.4V的電壓,而滑動變阻器與燈泡串聯,當燈泡電壓為額定電壓時,滑動變阻器電壓為 ,故用電壓表測出滑動變阻器兩端電壓為2.6V,即可。
  答案
  (1)如圖
  (2)燈絲斷了,燈泡接線柱接觸不良
  (3)0.3  1.02
  (4)將電壓表改接到滑動變阻器兩端即可。
 
數據統計中!!
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