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甲、乙两同学用相同的器材进行“测定小灯泡额定功率”的实验.实验器材有:4.5伏的电源、标有“3.8伏”字样的小灯泡、标有“5欧3安”的滑动变阻器、表盘如图所示的电压表和电流表、
题目详情
甲、乙两同学用相同的器材进行“测定小灯泡额定功率”的实验.实验器材有:4.5伏的电源、标有“3.8伏”字样的小灯泡、标有“5欧 3安”的滑动变阻器、表盘如图所示的电压表和电流表、电键及导线若干.甲同学正确连接电路,实验步骤正确,移动滑片发现无法精确测出额定电压.于是他对电路进行了适当的调整,并将滑片置于变阻器的一端,闭合电键,电压表示数为1.4伏.乙同学按照甲同学调整后的电路连接,然后将滑片置于变阻器的一端,闭合电键,电流表示数为0.32安.接着,他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光,经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等.
(1)画出甲同学调整后的实验电路图.___
(2)求小灯正常发光时的电流及额定功率.(保留计算过程)
(1)画出甲同学调整后的实验电路图.___
(2)求小灯正常发光时的电流及额定功率.(保留计算过程)
▼优质解答
答案和解析
(1)由题意,甲同学正确连接电路,实验步骤正确,电流表、变阻器与灯串联在电路中,电压表并联在灯的两端,因灯的额定电压为3.8V,电压表选用大量程,分度值为0.5V,但额定电压3.8V不是分度值的整数倍,故移动滑片发现无法精确测出额定电压;
根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为4.5V-3.8V=0.7V时,灯正常发光,而0.7V是小量程分度值(0.1V)的整数倍,
所以他可将电压表选用小量程并联在变阻器的两端,可较准确的测量出电压,即可解决这个问题,如下所示:
(2)他对电路进行了适当的调整,并将滑片置于变阻器的一端,闭合电键,电压表示数为1.4伏,可知此时变阻器连入电路中的电阻最大(当电阻最小时,电压表示数为0),滑片置于最左端了,R滑=5Ω,
由欧姆定律,电路中的电电流:
I1=
=
=0.28A…①;
乙同学按照甲同学调整后的电路连接,然后将滑片置于变阻器的一端,闭合电键,
电流表示数为I2=0.32A…②,
因0.32A大于0.28A,
根据欧姆定律,说明此是电路的总电阻小于甲同学连接的电路的电阻,故变阻器滑片置于最右端了;
接着,他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光,
即甲向右移动滑片,变阻器连入电路中的电路减小,电路的电流增大,
而乙向左移动滑片,使变阻器连入电路中的电阻电路中增大,电流减小,
此时电压表示数为0.7V,灯正常发光时,
甲电路中的电流I′1=IL;乙电路中的电流I′2=IL;
经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等,
△I1=△I2,
即:IL-I1=I2-IL…③,
将①②代入③得:
IL-0.28A=0.32A-IL;
灯正常发光时电流:
IL=
=0.3A;
所以,灯的额定功率PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W.
故答案为:(1)如上所示;(2)小灯正常发光时的电流为0.3A,额定功率为1.14W(过程如上).
根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为4.5V-3.8V=0.7V时,灯正常发光,而0.7V是小量程分度值(0.1V)的整数倍,
所以他可将电压表选用小量程并联在变阻器的两端,可较准确的测量出电压,即可解决这个问题,如下所示:
(2)他对电路进行了适当的调整,并将滑片置于变阻器的一端,闭合电键,电压表示数为1.4伏,可知此时变阻器连入电路中的电阻最大(当电阻最小时,电压表示数为0),滑片置于最左端了,R滑=5Ω,
由欧姆定律,电路中的电电流:
I1=
U1 |
R滑 |
1.4V |
5Ω |
乙同学按照甲同学调整后的电路连接,然后将滑片置于变阻器的一端,闭合电键,
电流表示数为I2=0.32A…②,
因0.32A大于0.28A,
根据欧姆定律,说明此是电路的总电阻小于甲同学连接的电路的电阻,故变阻器滑片置于最右端了;
接着,他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光,
即甲向右移动滑片,变阻器连入电路中的电路减小,电路的电流增大,
而乙向左移动滑片,使变阻器连入电路中的电阻电路中增大,电流减小,
此时电压表示数为0.7V,灯正常发光时,
甲电路中的电流I′1=IL;乙电路中的电流I′2=IL;
经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等,
△I1=△I2,
即:IL-I1=I2-IL…③,
将①②代入③得:
IL-0.28A=0.32A-IL;
灯正常发光时电流:
IL=
0.28A+0.32A |
2 |
所以,灯的额定功率PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W.
故答案为:(1)如上所示;(2)小灯正常发光时的电流为0.3A,额定功率为1.14W(过程如上).
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