(2013•懷柔區二模)小明利用電流表和阻值爲R0的定值電阻,測量額定電流爲0.3A的小燈泡L正常發光時的電功率PL.他
題目:
(2013•懷柔區二模)小明利用電流表和阻值爲R0的定值電阻,測量額定電流爲0.3A的小燈泡L正常發光時的電功率PL.他選擇了滿足實驗要求的實驗器材,並連接了部分實驗電路,如圖所示.
(1)爲了測量出燈泡L的電功率,請只添加兩條導線完成圖所示的實驗電路的連接;
(2)請把小明的實驗步驟補充完整:
①斷開開關S1、閉合開關S、S2,移動滑動變阻器的滑片P,使______;保持滑動變阻器的滑片位置不變,斷開開關S2、閉合開關S、S1,記錄電流表的示數爲I;
②請用R0及實驗數據表示出PL.PL=______.
解答:
(1)通過開關的變化使電流表分別能測出燈泡及幹路中的電流,如圖所示:
;
(2)①斷開開關S1、閉合開關S、S2,此時電流表測量通過燈泡的電流,所以應使電流表的示數爲燈泡的額定電流0.3A;
②根據並聯電流的關係,則通過R0的電流爲I0=I-0.3A;
小燈泡的額定電壓爲:U額=I0R0=(I-0.3A)•R0;
所以小燈泡的額定功率PL=U額I額=(I-0.3A)•R0•0.3A=0.3A(I-0.3A)R0
故答案爲:(1)如上圖;(2)①電流表示數爲0.3A並記錄;②0.3A(I-0.3A)R0.
試題解析:
(1)要測量小燈泡的電阻,需測出兩端的電壓及通過的電流,根據題目中給出的器材,缺少電壓表,所以應該用電流表和定值電阻來得出電壓與燈泡組成並聯電路;
通過調節開關的閉合使電流表分別測出燈泡的電流和幹路電流,這樣便可得出定值電阻的電流,根據公式U=IR得出電壓值,要測燈泡的額定功率,則通過燈泡的電流應爲其額定電流;
(2)①分析電路,此時電流表測通過燈泡的電流,應使通過燈泡的電流爲額定電流;
②根據並聯電路電流的關係計算出通過R0的電流,計算出電壓值,即小燈泡的額定電壓,則小燈泡的額定功率P額=U額I額.
名師點評:
本題考點: 伏安法測電阻的探究實驗.
考點點評: 此題是測量小燈泡的額定功率實驗,考查了在沒有電壓表時的電路設計,一般採取替代法,通過定值電阻和電流表的示數得知電壓,所以組成並聯電路;
同時考查了有關額定功率的計算過程,涉及到了並聯電路電流、電壓的關係及歐姆定律.
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