测小灯泡的电功率实验专题答案(2012gzm).doc

测小灯泡的电功率实验专题班级 姓名 成绩 2020年3月23日星期一 7:11:51 下午一、实验原理：_P=UI_二、实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线若干。三、电路图： 画在右边的方框内。四、实验步骤：（1）按电路图连接好电路；（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压。观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数；（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数.（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数.（5）计算出三种情况下小灯泡的电功率。实验数据记录表序号电压/V电流/A电功率/W灯泡亮度变化12.50.25230.28320.22五、问题与讨论：1如果小灯泡上标有“2.5V”字样，根据记录的数据计算出小灯泡的额定功率为_0.625W_。2连接电路时，开关必须先 断开 （断开/闭合），滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端。3. 某同学在连接电路时，将最后一根导线接好后，就看到灯泡发光，而且比正常发光要亮，同时电压表指针偏转角度较小。则他在连接电路的过程中，不符合要求的是：_连接电路时，没有断开开关 。; 滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大端 。 电压表量程选大了。4指出产生图甲、乙、丙所示情况的原因可能是(只要求写出1个)：甲 乙 丙图甲电压表量程选小了。图乙电流表的指针没有调零。图丙电流表量程选大了。5在测定标有“2.5V”字样的小灯泡功率的实验中：实验次数123电压UV2.02.53.0电流I/A0.20.25(1)请你根据电路图将实物电路补充完整(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如右表)。当灯泡两端电压为 3.0V时，电流表示数如上右图，请将读数填入表格中。(3)小灯泡正常发光时的功率为0.625 W。(4)利用现有器材和电路图还能完成的实验有： 测小灯泡的电阻 。 (说出一个即可)。6如图是伏安法测额定电压为2.5V的小灯泡的电功率的实物图，电源为两节干电池，灯泡的电阻值为10左右。（1）按要求连接好实物图。要求滑动变阻器的滑片P往右移时滑动变阻器的阻值变小。（2）根据实物图在右边的方框内画出相对应的电路图；（3）实验时，电流表应选00.6A挡，电压表应选03V挡，连接电路时，开关应断开，避免短路而损坏仪器。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放在 B 端。将滑动变阻器的滑片滑到正确位置后，用开关进行试触 。这样做的目的是_C_。(只有一个选项正确，将正确选项前的字母填在横线上) A选择电流表的量程 B选择电压表的量程 C检查电路是否正常 D观察小灯泡是否发光（4）闭合开关，接通电路后，电流表、电压表工作正常，示数均不为零，移动滑动变阻器滑 片P，发现电流表和电压表指针不随着发生变化，则可能的原因是：滑动变阻器的下面两个接线柱（或者上面两个接线柱）都接入电路。（5）改正电路后进行实验，测得某次实验结果如图所示，此时电流表的示数为 0.2 安，电压表的示数为 1.2伏。（6）在实验（5）中，你认为该同学的实验操作不妥之处是：电流表量程选大了。接下来如何操作：断开开关，改接00.6A 量程。（7） 改正电路后按实验要求,他测出了一组实验数据,并记录了小灯泡亮度的变化情况,结果如下表所示：电压U/V200250280电流I/A027030032电功率P/W亮度变化越来越亮六、实验结论：1.小灯泡的亮度是由实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡的亮度越大。2.小灯泡的实际功率是由实际电压决定的，实际电压越大，实际功率越大。3.小灯泡的额定功率P额U额I额（不能取平均值）七、实验注意事项:1.连接电路或拆除电路时，开关必须断开。闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，以确保电路的安全。闭合开关前，要进行试触。2.电流表、电压表的连接。为了使读出的电流和电压更接近真实值，结果准确，要根据小灯泡的额定电压和额定功率合理选择电压表和电流表的量程。同时注意滑动变阻器的额定电流和最大阻值，能满足实验的要求。3电源电压必须大于小灯泡的额定电压。八实验反思：1在该实验中滑动变阻器起什么作用？（与伏安法测小灯泡的电阻起的作用相同）答：保护电路，改变小灯泡两端的电压和小灯泡中的电流。2用伏安法测小灯泡的电功率和用伏安法测小灯泡的电阻两实验的联系与区别？实验名称相同与否测电阻测小灯泡的功率原 理不相同RU/IPUI器 材相同电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡电 路 图相同略略数据处理不相同多次测量的目的，寻找灯丝电阻随温度变化规律。多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的功率（或小灯泡在不同亮度时的功率）。结果不能取平均值。专题练习：一、伏安法测小灯泡的电功率1测定小灯泡电功率的原理是P=UI ，在测小灯泡功率的实验中要用到的测量器材有电流表和电压表 。2为了迅速准确地测定额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，至少要 两 节干电池，用 滑动变阻器 调节小灯泡两端电压，电压表应和 小灯泡 并联，为了提高测量的准确程度，最好选03V的量程，闭合开关后调节 滑动变阻器 使电压表的示数为2.5V ，若此时电流表的示数为0.2A，则该灯泡的额定功率为0.5 W。 3如图为某同学在做电学实验时的电路一部分，你可以判断该同学正在做的实验（ D ）A肯定是测定小灯泡的电功率 B肯定是测定小灯泡的灯丝电阻C肯定是研究两个串联或并联小灯泡的电流、电压关系 D以上三个实验均有可能4.在“测定小灯泡的功率”的实验中，小明同学设计的电路如图甲所示，他选用的小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8，电源为两节干电池。（1）用笔画线代替导线，按照甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉，正确选用电表量程）（2）正确连好电路后，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 最右端 （填写“最左边”或“最右边”）（3）连好电路后，闭合开关S，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为3V，产生故障的原因可能是下列的哪几种情况 B、 C 。（填写序号）A小灯泡短路 B.小灯泡的灯丝断了 C. 小灯泡的灯座接触不良 D.电压表的正、负接线柱接反了（4）排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下正常发光时，电流表的指针位置如图丙所示，则灯泡的额定功率为 0.7 W。5.某同学在做“测定小灯泡功率”的实验中，连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P的过程中发现，灯泡变亮时，电压表示数反而减小，灯泡变暗时，电压表示数反而增大。经检查所用器材均完好。（1）你认为下图中与上述实验现象相符的电路图是 B 。VAAVBA （2）若按该同学所连接的电路进行实验，结果两表的示数如下图所示（已知电源电压为6V），则电流表的示数为 0.3 A，电压表的示数为2.5 V；测得小灯泡的实际功率为 1.05 W。6.小明想利用以下提供的器材测量两只小灯泡的电功率（小灯泡的额定电压分别为25V、38V，阻值均约为10）。所提供的器材分别有：电流表、电压表、单刀双掷开关和电源（电压约为6V）各一个，滑动变阻器（“10 2A”、“50 1A”）两个，导线若干条。单刀双掷开关的符号是 当刀扳到上边时，a、b两接线柱连通；刀扳到下边时，a、 c两接线柱连通。（1）请按下面的要求在虚线框内画出实验电路图。（要求：设计一个电路，只能通过开关改变电路的连接，完成两只小灯泡电功率的测量；用一个滑动变阻器。）（2）请你帮助小明在下面画出记录一只小灯泡实验数据的表格。（3）小明按符合设计要求的电路图正确连接电路后，将单刀分别掷于b、c两点时，发现其中一个小灯泡发光过亮，不能进行实验。为了完成实验，他应 更换“50 1A”的滑动变阻器 。（4）小明改正错误后进行实验，依据实验记录的数据，画出了通过额定电压为25V小灯泡的电流随其两端电压变化关系曲线，如图5所示。则这只小灯泡的额定功率是0.625 W。（5）由图5可知，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，其原因是 灯丝的电阻随温度的升高而变大 。二、单表测小灯泡的电功率1.在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0=3.8V）（1）王强小组采用下图的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是 灯丝断路 。排除故障后， 灯丝断路调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为 1.14 W 1.14（2）姚远小组设计了另一种实验方案，电路如图所示（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）：实验步骤： 请你按电路图在图5中用笔画线连好电路； 开关S拨到位置1，移动滑片P至任一位置，读出 电流表示数I1； 开关S拨到位置2，滑片P位置不动，读出电流表示数I2。数据处理：先算出了灯泡的电阻RLI1R/(I2-I1)（请你用所测的物理量表示），再根据 P0=U02/RL计算出灯的额定功率。 他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是：灯泡没在额定电压下发光，灯丝的温度变化，导致灯丝的电阻变化。仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为开关S拨到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I1=U0/R .（3）若在姚远小组的实验方案中，只将其中的一只电流表改为一只电压表，请你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率（将实验电路图画在下面，不需要说明实验步骤）。三、测小灯泡电功率实验现象及原因分析1小成连接的实验电路，闭合开关，发现电压表的指针反偏。原因是电压表的“+”、“”接线柱接反。2小黄连接的实验电路，闭合开关，移动滑片，灯泡亮度变化明显，但电流表的指针摆动较小，很难读出电流值。原因是电流表选用的量程偏大。3小洋连接的实验电路，变阻器与灯泡串联，但闭合开关时发现小灯泡特别亮。原因是闭合开关前没有将变阻器的阻值调到最大。滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入电路。 4小宇连接的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针不动。产生这个现象的原因可能有两个：一是小灯泡开路，即小灯泡的灯丝断了或接线没有接好 。另一原因是电流表和电压表的位置接反了 。5小琪的实验电路连接正确，但是实验中无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不能正常发光（始终比较暗）。原因是电源的电压太低 。6小颖连接的实验电路，闭合开关后，发现小灯泡变亮时电流表的示数变大，但是电压表的示数却变小。原因是电压表与滑动变阻器并联 。7.实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图所示，则接下来的操作是将电流表指针调零 。 四、拓展1.在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源为两节新的干电池，小灯泡的额定电压为25V，灯丝的电阻约为8，滑动变阻器上标有“15 1A”字样。（1）实验的原理（用公式表示）是_P=UI_。（2）请在虚线框内画出该电路的电路图。（3）在连接电路时，开关应处于_断开_状态，滑动变阻器的滑片应调到_阻值最大_处。（4）请用笔画线代替导线，把图中的电路元件连接成实验电路。（连线不得交叉）（5）实验过程中，调节滑动变阻器，当电压表的示数为_2.5_V时，灯泡正常发光。若此时电流表的示数如图1所示，则通过灯泡的电流为_0.3_A，小灯泡的额定功率是_0.75_W。（6）下面是同学们在实验过程中出现的一些情况，请你帮助他们分析解决。连接好电路，闭合开关后，看到电流表指针如图2所示偏转，原因是电流表的正负接线柱接反了。将最后一根导线连好后，马上看到灯泡发光，原因是 连接电路的过程中开关没有断开 。闭合开关后发现灯泡不亮，你认为电路故障原因不可能是（ D ）灯泡没有旋进灯座 开关接触不良 灯泡的灯丝断了 电流表被短路连接好电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，而电压表示数为3V，电流表示数为零，原因是小灯泡开路 。 连完电路并闭合开关后，发现电压表示数为零，电流表示数为02A，产生这一现象的原因是 小灯泡短路 。当闭合开关时，小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，则可能在连接电路时把滑动变阻器的_C D_（选填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中。为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率，张宏改变接入电路的滑动变阻器的阻值，分别得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值，他这样做合理吗？为什么？答：不合理 . 因为三个电功率值是在不同电压下测出的。正确连接好电路，闭合开关后，发现灯泡两端的电压只有2V，这时应调节滑动变阻器的滑片向_移动（依实物图），使电压表的读数为_2.5_V，才能使小灯泡正常发光。（7）若电源电压为6V，滑动变阻器有“10 15A”和“20 1A”两种规格，则本实验中应选用规格为_“20 1A”的滑动变阻器。 2.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。已知小灯泡L的额定电压为2.5V，定值电阻R0的阻值为20，电源电压U保持不变。（1）请根据图甲将图乙中的实验电路连接完整（导线不允许交叉）（2）开关S连接触点“1”，滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端时，电流表的指针在图丙所示的位置，则电源电压U 6 V。甲 乙 丙 丙（3）开关S仍连接触点“1”，滑动变阻器的滑片向左移到某一位置时，电流表的示数为0.15A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 20 ；再将开关S连接触点“2”，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 0.4 W；为了使小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片应向 右 滑动。3.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如左图所示的电路开始探究。（1）请你用笔画线代替导线，根据左图所示的电路图，将右图所示实物图连接完整。（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的_A B_(选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。（3）小雷排除故障后，继续进行实验：闭合开关，滑片P向_A_(选填“A”或“B”)端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：次数电压V电流/A实际功率W电阻11602003280022502406010.423280260731077请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越_大_。（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变_电压_表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：有的同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。”这种说法错误的原因是小雷忽略了_温度_对小灯电阻的影响。有同学认为“把灯L1换成定值电