江蘇南京二十九中教育集團(tuán)致遠(yuǎn)中學(xué)九年級(jí)物理全冊(cè) 第十八章 電功率《第3節(jié) 測(cè)量小燈泡的電功率》同步測(cè)試 (新版)新人教版
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江蘇南京二十九中教育集團(tuán)致遠(yuǎn)中學(xué)九年級(jí)物理全冊(cè) 第十八章 電功率《第3節(jié) 測(cè)量小燈泡的電功率》同步測(cè)試 (新版)新人教版
《測(cè)量小燈泡的電功率》同步測(cè)試
一、選擇題
1.A、B、C三盞燈分別標(biāo)有“220V 100W”“220V 60W”和“110V 100W”的字樣,它們正常發(fā)光時(shí),通過哪盞燈燈絲的電流大( )
A.A燈 B.B燈 C.C燈 D.一樣大
答案:C
解析:三盞燈都正常發(fā)光,說明三盞燈均在額定電壓下工作。根據(jù)電功率P=UI,,當(dāng)額定電壓相同時(shí),功率大的電流大,所以A燈比B燈電流大。當(dāng)A、C燈的額定功率相同時(shí),額定電壓小的實(shí)際電流大,C燈的額定電壓小,所以C通過的 額定電流最大。正確選項(xiàng)是C。
2.如圖1所示的電路中,甲、乙兩燈泡串聯(lián)后接在電路中,觀察到甲燈泡比乙燈泡亮,則下列描述中錯(cuò)誤的是( )
圖1
A.P甲> P乙 B.I甲> I乙 C.U甲> U乙 D.R甲> R乙
答案:B
解析:燈泡串聯(lián),甲燈泡比乙燈亮,說明甲的實(shí)際功率大于乙燈實(shí)際功率,因?yàn)榧滓覂蔁舸?lián),則電流應(yīng)相等。因?yàn)榧讓?shí)際功率比乙大,根據(jù)P=UI,可知甲電壓高于乙燈電壓。根據(jù)歐姆定律可知,甲燈電阻大于乙燈電阻。因此正確選項(xiàng)是B。
3.一盞標(biāo)有“36V 40W”的電燈接在某電路上,通過燈的電流是1A,則這盞燈的實(shí)際功率為( )
A.等于40W B.大于40W C.等于36W D.小于36W
答案:D
解析:根據(jù)電功率P=UI,燈泡“36V 40W”,燈泡電阻32.4Ω。根據(jù)電功率公式P=I2R,則燈泡的實(shí)際功率為32.4W。正確選項(xiàng)是D。
4.根據(jù)燈泡銘牌(PZ 220-25)所給信息判斷,下列說法正確的是 ( )
A.燈泡適宜在25伏的電路中使用
B.燈泡在任何情況下工作時(shí),電功率都是25瓦
C.燈泡電壓低于220伏時(shí),不發(fā)光
D.燈泡在220伏的電壓下工作時(shí),電功率是25瓦
答案:D
解析:由題意知,燈泡額定電壓220V,額定功率25W。燈泡只有在額定電壓下,額定功率才是25W,B選項(xiàng)不正確。燈泡低于220V時(shí),亮度通常減弱,但仍可以發(fā)光,C選項(xiàng)不正確。燈泡通常適宜在220V電路中使用,因此A選項(xiàng)不對(duì),正確選項(xiàng)是D。
5.將兩盞“220V 40W”的電燈串聯(lián)后接在220V的照明電路中,兩盞電燈的實(shí)際功率之和是( )
A.20W B.40W C.60W D.80W
答案:A
解析:由題意知,兩燈泡串聯(lián),且燈泡相同,則兩燈泡的兩端實(shí)際電壓為110V.每盞燈泡兩端實(shí)際電壓為額定電壓的一半,根據(jù)電功率公式P=U2/R,可以每盞燈的實(shí)際功率為原額定功率的四分之一,即10W,因兩盞燈相同且串聯(lián),所以電路總的實(shí)際功率為20W.正確選項(xiàng)是A。
6.將額定電壓相同的兩個(gè)燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路中,如圖2所示。接通電路后發(fā)現(xiàn)燈泡L1要比L2亮一些,則下列判斷正確的是( )
圖2
A.L1的電阻比L2的小
B.L1的額定功率比L2的大
C.兩燈正常工作時(shí)L1發(fā)光要暗一些
D.若將兩燈并聯(lián)接入電路,L1發(fā)光要亮一些
答案:C
解析:兩燈泡串聯(lián),電流中電流相等,L1要比L2亮一些,燈泡L1實(shí)際功率大于L2,根據(jù)公式P=I2R,可知燈L1電阻應(yīng)大于L2,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。由題意已知,燈泡L1電阻大于L2,兩燈泡額定電壓相同,根據(jù)電功率P=U2/R,可知燈L1額定功率小于L2額定功率,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。若將兩燈并聯(lián)在電路中,兩盞燈泡額定電壓相同,并聯(lián)接入電路,假設(shè)電壓等于額定電壓,則因?yàn)闊襞軱1電阻大于L2,根據(jù)電功率P=U2/R,可得燈L1實(shí)際功率要低于L2,即L1亮度要弱些,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)兩燈正常工作,在額定電壓喜愛工作,因?yàn)闊鬖1電阻應(yīng)大于L2,根據(jù)電功率P=U2/R,L1的額定功率要小于L2的額定功率。所以正確選項(xiàng)C。
7.學(xué)校綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)收集了如下圖3四種家庭常用電器的銘牌:請(qǐng)你根據(jù)銘牌中給出的信息判斷,下列說法中正確的是( )
圖3
A.四種家用電器都必須在220V電壓下才能正常工作
B.四種家用電器額定頻率相同,說明它們工作時(shí)的噪聲都相同
C.××牌空調(diào)機(jī)制冷和制熱兩種工作狀態(tài)時(shí)的額定功率是相同的
D.××牌電冰箱平均每小時(shí)消耗電能為0.5kw·h
答案:A
解析:這是用電器的銘牌的認(rèn)識(shí),通過銘牌我們可以知道用電器的額定電壓、額定功率、額定電流、工作頻率等基本信息。用電器的額定電壓是指正常工作時(shí)的電壓,但有些情況下實(shí)際的電壓不一定等于額定電壓,這時(shí)用電器仍能工作,如彩電工作電壓是170V~240V,超過這個(gè)范圍就無(wú)法工作。
8.由電壓為220V的電源向遠(yuǎn)處某工地的一盞標(biāo)著“PZ220-60”的電燈供電,由于導(dǎo)線有電阻,燈泡消耗的實(shí)際功率為55W,則導(dǎo)線消耗的功率( )
A.小于5W B.等于5W C.大于5W D.不能確定
答案:A
解析:當(dāng)導(dǎo)線電阻不計(jì)時(shí),燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電路中的電流為I,燈泡的實(shí)際功率P0與燈泡的額定功率相等(即P0=60W)。當(dāng)導(dǎo)線電阻不為零時(shí),電路中的電流為I’,因?yàn)橥粺襞莸墓β首冃?,必有I’<I,此時(shí)電路消耗的總功率P總=UI’,必有P總<P0=60W。根據(jù)P總=P電阻+PL P電阻=P總—PL<P0—PL=5W。
9.如圖4所示的電路中,不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響,電源電壓保持不變。當(dāng)在a、b間接“6V 6W”的燈泡時(shí),閉合開關(guān),燈L恰能正常發(fā)光;斷開開關(guān),在a、b間換接入一個(gè)“6V 4W”的燈泡后,再閉合開關(guān),下列說法中錯(cuò)誤的是( )
圖4
A.燈將變亮
B.燈將變暗
C.換接的燈可能燒壞
D.電路總功率要變小
答案:B
解析:把“6V 6W”的燈換成“6V 4W”的燈,電阻變大了,ab兩點(diǎn)分得的電壓也變高了,所以ab兩點(diǎn)間的超過燈的額定功率,所以發(fā)光較亮,并且此時(shí)的實(shí)際功率也比額定功率大。所以燈有可能被燒壞,電路的總功率變小。
10.如圖5所示的電路中,AB為粗細(xì)均勻的長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻導(dǎo)體,以AB上各點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的電功率P為縱坐標(biāo),各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo),則電功率P隨x變化的圖線應(yīng)為( )
圖5
答案:B
解析:由題意可知,AB是粗細(xì)均勻的電阻導(dǎo)體,AB上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)A點(diǎn),向右隨著x的變大而電阻變大,則AB導(dǎo)體可以看作為兩端串聯(lián)的電阻,總電阻長(zhǎng)度為L(zhǎng),隨著x變大,則導(dǎo)體對(duì)應(yīng)A點(diǎn)的電阻也變大,其自身電阻兩端電壓也增加。由于導(dǎo)體AB總電阻保持不變,電路中的電流I保持不變,根據(jù)電功率P=UI,可知導(dǎo)體AB上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)A點(diǎn)的功率變大。所以選B。
二、填空題
11.一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺(tái)燈,其電路如圖6甲。電源電壓為24Ⅴ,燈泡L的額定電壓為24V,通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖6乙。當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),燈絲的電阻為 _ _ Ω。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使燈泡的實(shí)際功率為3.6W時(shí),燈泡兩端的電壓是 V,滑動(dòng)變阻器R此時(shí)電阻 Ω,滑動(dòng)變阻器R此時(shí)實(shí)際功率 W。
圖6
答案:60 12 40 3.6
解析:燈泡正常發(fā)光時(shí),電壓24V,由圖像可知此時(shí)通過的電流為0.4A,則燈絲電阻R=60Ω。當(dāng)燈泡實(shí)際功率為3.6W時(shí),由圖像可知,只有當(dāng)燈泡電壓12V時(shí),電流0.3A可以使得燈泡實(shí)際功率為3.6W。此時(shí)燈泡電阻R燈=3.6W/(0.3A)2=40Ω;燈泡與變阻器串聯(lián),電路中總電阻R總=24V/0.3=80Ω;則電阻器接入電路電阻R變=80Ω-40Ω=40Ω;變阻器的實(shí)際功率P=I2R=(0.3A)240Ω=3.6W。
三、探究題
12.小華、小軍同學(xué)做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)(小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣)。
(1)如圖7甲所示,是小華所連接的不完整實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將缺少的一根導(dǎo)線接好 。
圖7
(2)小華電路接好后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,電壓表與電流表的示數(shù)較大。接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是 , 。(兩空按操作步驟先后順序填寫字母代號(hào))
A.更換電池或小燈泡
B.檢查電路是否短路
C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至最大值位置
D.?dāng)嚅_電路開關(guān)
(3)小華電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是 。
A.更換小燈泡
B.檢查電路是否斷路
C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(4)小軍換了實(shí)驗(yàn)器材又做了一次試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)電壓表示數(shù)為 V時(shí),小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖7乙所示,填寫表格空白處,該燈泡額定功率為 W。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓表示數(shù)/V
電流表示數(shù)/A
燈泡亮度
1
1
0.2
較暗
2
2.5
正常發(fā)光
3
6[
0
不發(fā)光
(5)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小軍所用電源電壓約為 V。
(6)若小軍手邊有“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器,“0~3V”、“0~15V”兩個(gè)量程的電壓表,上面第二次實(shí)驗(yàn)中他選用的滑動(dòng)變阻器規(guī)格為 ,選用電壓表量程為 。
答案:
(1)連圖:
(2)D C 1.52
(3)C
(4)2.5 0.3 0.75
(5)6
(6)1.5A 50Ω 0~15V
解析:(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,電壓表與電流表的示數(shù)較大,說明變阻器的滑片可能開始置于阻值最小端,導(dǎo)致變阻器接入電路中的電阻過小,而使電路中電流過大,燈泡亮度較大。也有可能變阻器同時(shí)將上接線柱接入電路,從本題電路看,變阻器接線為上下接線,所以這種情況排除,因此,燈泡亮度過亮是因?yàn)樽冏杵骰瑳]有置于阻值最大端。在檢查電路時(shí),通常要使電路斷路,所以操作的順序應(yīng)該是D、C。
(3)連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),說明電路是通路,有可能燈泡因?yàn)殡娐分须娏鬟^小而不能發(fā)光,所以,要先移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使電路中電流增大,檢查燈泡是否是因電流過小而不能發(fā)光。所以選C。
(4)燈泡只有在額定電壓下才能正常發(fā)光,所以電壓變示數(shù)為2.5V。從圖乙看出,電流表示數(shù)為0.3,則根據(jù)電功率公式P=UI,可得該燈泡額定功率0.75W。
(5)由表中數(shù)據(jù),燈泡不發(fā)光,電流為零,電壓表為6V,說明燈泡可能斷路,則電壓表測(cè)量的電壓為電源電壓,為6V。
(6)由于燈泡額定電壓為2.5V,第二次試驗(yàn)中,電壓表示數(shù)達(dá)到6V,所以電壓表量程選擇為0~15V。由于電路中燈泡正常發(fā)光電流為0.3A,所以選擇變阻器規(guī)格為“1.5A 50Ω”。
13.小紅同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”。
(1)小燈泡電功率的大小可通過 判斷;
(2)小紅同學(xué)用干電池做電源,把L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”兩只燈泡連成如圖8甲所示電路,閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),收集數(shù)據(jù)如下表:
圖8
請(qǐng)你分析現(xiàn)象及數(shù)據(jù)得出結(jié)論: ;
(3)這位同學(xué)又在原有器材基礎(chǔ)上繼續(xù)探究電功率與電流的關(guān)系,連接方式如圖8乙所示,閉合開關(guān)S,看到小燈泡L1,一閃即滅,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈絲斷了,請(qǐng)你分析燈絲燒斷的原因 ,說出改進(jìn)方法 。
答案:(1)小燈泡亮度;(2)當(dāng)電流相等時(shí),電壓越大電功率越大;(3)電壓超過額定電壓;在干路上串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器(或減小電源電壓)
解析:(1)燈泡的亮度可以間接的判斷燈泡實(shí)際功率的大小,亮度越亮,通常實(shí)際功率越大。
(2)從電路可以看出,探究電功率與電流、電壓關(guān)系時(shí),采用甲圖連接,兩燈泡串聯(lián),通過燈泡電流相等,從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,燈泡L1電壓低于燈泡L2,且L2的亮度較亮,說明L2電功率比L1大,由此得出燈泡串聯(lián)時(shí),電流一定,燈泡電壓越大,電功率越大。
(3)乙圖中兩燈泡并聯(lián),開關(guān)閉合,燈泡L1立即熄滅,說明電路中電源電壓大于燈泡L1的額定電壓。要保護(hù)燈泡L1不被燒壞,在干路上可以串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器,或者降低電源電壓。
14.實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一批規(guī)格為“2.5 V 0.8W”的小燈泡,小明同學(xué)在利用其中一只小燈泡做測(cè)量電功率的實(shí)驗(yàn),小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖9甲所示的電路圖。實(shí)驗(yàn)中各元件完好,電源電壓保持不變。
圖9
(1)接線過程中有一處連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的接線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行改正,要求改正后滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。
(2)小明同學(xué)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表、電壓表均有示數(shù),接下來他首先應(yīng)進(jìn)行的操作是 (選填字母序號(hào))。
A.檢查電路是否斷路
B.更換小燈泡
C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(3)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器得到了一組電壓和電流的數(shù)據(jù),填入設(shè)計(jì)的表格
② 這種表格設(shè)計(jì)是否合理?答: (選填“合理”或“不合理”)
②分析這組數(shù)據(jù),小明認(rèn)為該小燈泡不合格,他判斷的理由是: 。
③假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的,則這個(gè)小燈泡內(nèi)鎢絲的長(zhǎng)度 合格產(chǎn)品小燈泡鎢絲的長(zhǎng)度(選填“大于”或“小于”),得出這個(gè)結(jié)論的邏輯依據(jù)是:
。(2分)
④長(zhǎng)時(shí)間使用這只小燈泡,容易出現(xiàn)的故障是 。
答案:(1)
(2)C
(3)①不合理。②電壓為2.5V時(shí)的實(shí)際功率為1W,大于額定功率0.8W。③小于;在相同情況下,導(dǎo)體越短電阻越??;當(dāng)電壓一定時(shí),電阻越小,功率越大。④容易燒斷燈絲。
解析:本題考查“伏安法”測(cè)量小燈泡的電功率,涉及電路元件的連線、數(shù)據(jù)分析推理以及實(shí)驗(yàn)故障判斷。(1)中連線錯(cuò)誤主要是變阻器連線錯(cuò)誤,變阻器沒有采取“上下接法”,使變阻器的金屬桿接入電路,變阻器接入電路電阻為零。
(2)閉合電路后,燈泡不亮,但是電流表和電壓表都有示數(shù),說明電路是通路,有可能燈泡短路;但是電壓表有示數(shù),說明燈泡不可能短路;燈泡不亮還有一種可能,就是燈泡斷路(燈絲斷了),但是由于電流表有示數(shù),所以燈泡也不可能短路。從而可以確定是燈泡上通過的電流過小,燈泡的實(shí)際功率太小,燈泡的亮度不夠。因此,可以采取C選項(xiàng),看看燈泡是否能發(fā)光。
(3)①本實(shí)驗(yàn)是“伏安法”測(cè)量小燈泡的電功率是不同電壓下的燈泡實(shí)際功率,因此電功率不需要就平均值,表格不合理。②從表格中數(shù)據(jù)的分析,電壓為2.5V時(shí)的實(shí)際功率為1W,大于額定功率0.8W,因此小明認(rèn)為該小燈泡不合格。③由題意可知,這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的,從額定電壓下,小燈泡的實(shí)際功率1W大于額定功率0.8W。說明當(dāng)電壓一定時(shí),電阻越小,功率越大;在相同情況下,燈絲電阻越小,則說明導(dǎo)體長(zhǎng)度就越短;④如果長(zhǎng)時(shí)間工作,因?yàn)闊襞輰?shí)際功率大于額定功率,所以容易燒斷。
15.如圖10甲所示是“測(cè)量小燈泡的電功率”的電路圖,圖10乙是實(shí)物連接圖。其中電源是兩節(jié)新干電池,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”。
(1)圖乙已連接了部分電路,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線按照電路圖將未連接的電路連接完整;
圖10
(2)小明同學(xué)連接好電路后,閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)燈光特別亮,這表明他在閉合開關(guān)前沒有________________________________________________________;
(3)調(diào)節(jié)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖10丙所示,則該燈泡的額定功率為 W。若要增大小燈泡的電功率,則滑片P應(yīng)向______移動(dòng);
(4)在完成以上實(shí)驗(yàn)后,小明進(jìn)一步測(cè)量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖10丁所示,通過圖像發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的,這一現(xiàn)象表明: ?。?
(5)有一位同學(xué)在連接好電路后,閉合開關(guān),在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過程中發(fā)現(xiàn):燈泡變亮?xí)r電壓表示數(shù)變?。粺襞葑儼禃r(shí),電壓表示數(shù)變大。經(jīng)檢查所用器材完好,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是___________________________________________。
答案:(1)
(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處
(3)0.75 、 左(或A或C)
(4)導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化
(5)電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)
解析:本題主要考查伏安法測(cè)電功率實(shí)驗(yàn)中的電路元件連接方法,實(shí)驗(yàn)操作的基本步驟以及實(shí)驗(yàn)分析論證,并考查了實(shí)驗(yàn)電路的故障診斷。
(2)小明連正確的接好電路后,閉合開關(guān),燈泡比較亮,說明電路中電流過大,其原因可能變阻器的滑片沒有置于阻值最大端。
(3)當(dāng)電壓變示數(shù)為2.5V時(shí),電流表示數(shù)由題意可知是0.3A,根據(jù)電功率公式P=UI,可知燈泡的額定功率為0.75W.如果要增大小燈泡電功率,則需要增加燈泡兩端電壓,變阻器兩端分擔(dān)電壓要變小,因此要移動(dòng)變阻器滑片,使變阻器接入電路電阻減小,即滑片向左移動(dòng)((或A或C))。
(4)從圖像可知,隨著電壓的變化 ,通過燈泡的電流也隨之變大。但是圖像不是直線,通過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻隨電壓的增加而增加。其原因主要是隨著電壓增加,燈泡燈絲中電流變大,因電流熱效應(yīng),燈絲的電阻受溫度影響而逐步增大。
(5)閉合開關(guān),在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,燈泡變亮?xí)r電壓表示數(shù)變?。粺襞葑儼禃r(shí),電壓表示數(shù)變大。由題意知電路中的所用器材完好,燈泡與變阻器串聯(lián),通常燈泡亮度隨電壓增加而變亮,但是電路中出現(xiàn)情況卻相反。電路中當(dāng)電燈兩端電壓增大時(shí),只有變阻器的兩端電壓會(huì)隨之降低,因此,電壓可能并聯(lián)在變阻器上了。
16.如圖11所示,在“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣。
(1)至少用_節(jié)干電池串聯(lián)起來做電源。
(2)若閉合開關(guān)后,欲測(cè)小燈泡的額定功率,發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)是2.5V,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使滑動(dòng)變阻器接入電路那部分電阻變_______(選填“大”或“小”)。
(3)閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,測(cè)得三組數(shù)據(jù)如下。請(qǐng)計(jì)算出小燈泡的額定功率P額=______。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓表讀數(shù)
電流表讀數(shù)
1
3.0
0.19
2
3.8
0.25
3
4.2
圖11
(4)若在實(shí)驗(yàn)過程中,不慎將電壓表和電流表互換位置,則小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________(選填“不亮”“很亮”“正常發(fā)光”或“燒毀”)
答案:(1)3節(jié)(2)?。?)0.95W (4)不亮
解析:(1)待測(cè)小燈泡上所標(biāo)“3.8V”字樣為小燈泡的額定電壓,而實(shí)驗(yàn)中需測(cè)出小燈泡在兩端的實(shí)際電壓稍高于額定電壓、等于額定電壓和稍小于額定電壓三種情況下的實(shí)際功率,要求電源電壓要比燈泡的額定電壓大,所以至少需用3節(jié)干電池串聯(lián)起來做電源。
(2)要測(cè)燈泡的額定功率,就必須把燈泡兩端的電壓調(diào)到額定電壓,即電壓表的示數(shù)應(yīng)是3.8V,所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使滑動(dòng)變阻器接入電路那部分電阻變小,讓滑動(dòng)變阻器分到的電壓變小,使得燈泡兩端的電壓變大。
(3)小燈泡額定功率:P實(shí)=U實(shí)I實(shí)=3.8V×0.25A=0.95W
(4)若在實(shí)驗(yàn)中不小心將電壓表和電流表互換位置,由于電壓表的電阻非常大,電流幾乎不能通過,所以小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象應(yīng)該是:不亮。
四、計(jì)算題
17.光敏電阻的特點(diǎn)是有光照射它時(shí)阻值變小。如圖12所示是某小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置,光源射出的遠(yuǎn)紅外激光束穿過通道照射到光敏電阻RT上,當(dāng)有人通過時(shí),人體將阻擋激光光線的射入。電源電壓恒定為12V,RT為光敏電阻,定值電阻R0 =10Ω,若在0―12s的時(shí)間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道,每次通過時(shí)間為1s,電壓表的示數(shù)變化規(guī)律如圖U-t。求:
圖12
(1)當(dāng)有人通過(光敏電阻在無(wú)激光照射)時(shí),光敏電阻的阻值RT0;
(2)當(dāng)無(wú)人通過時(shí),光敏電阻的功率;
答案:(1)30Ω (2)3.6W
解析:(1)當(dāng)有人通過時(shí),激光被人體阻擋,光敏電阻電阻比沒有激光照射時(shí)要大。因光敏電阻與定值電阻串聯(lián),所以,有人通過時(shí),定值電阻兩端電壓要低一些。從圖像可知,有人通過時(shí),定值電阻兩端電壓為3V,則UT0=U總-U0=12V-3V=9V;串聯(lián)電路特點(diǎn),UTo/RT0=UR0/R0,所以RT0=30Ω;
(2)當(dāng)無(wú)人通過時(shí),光敏電阻被激光照射,電阻降低,光敏電阻與定值電阻串聯(lián),光敏電阻在無(wú)人通過時(shí),電阻較大,則定值電阻兩端電壓將變高。從圖像可知,無(wú)人通過時(shí),定值電阻兩端電壓應(yīng)為6V,則光敏電阻兩端電壓UT1=U總-U01=12V-6V=6V。由于光敏電阻與定值電阻串聯(lián),光敏電阻與定值電阻兩端電壓相等,則光敏電阻與定值電阻大小相等,光敏電阻RT1=10Ω。則光敏電阻無(wú)人通過時(shí)的功率PT=(UT1)2/RT1=(6V)2/10Ω=3.6W