某同学利用电压未知的电源、标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器、标有“0.25A”字样的小灯泡、两只电键、电流

某同学利用电压未知的电源、标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器、标有“0.25A”字样的小灯泡、两只电键、电流表和若干导线测定小灯泡的额定功率,该同学经过思考先画出实验电路图,然后按照正确的实验步骤进行操作,并将电键S1闭合、S2闭合,读出电流表的示数为0.2A,这时他就求出了电源电压,然后该同学边思考边实验,再移动滑动变阻器的滑片到中点位置,此时小灯恰好正常发光.
(1)请你画出该同学的实验电路图.
(2)请简述小灯正常发光的理由.
(3)请求出小灯泡的额定功率.
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网络坚冰 幼苗

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解题思路:(1)滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,表示滑动变阻器最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为1A.
由题干内容知,移动滑动变阻器的滑片到中点,能使灯泡正常工作,说明滑动变阻器和灯泡串联在电路中能改变电路中的电流.
正确操作实验步骤,滑片处于最大阻值处,连入电路电阻为50Ω,只有滑动变阻器单独接入电路,测出电流值,可以求出电源电压,所以有一个开关和灯泡并联,此时把灯泡短路.
(2)灯泡上标有“0.25A”,表示灯泡正常工作时的电流为0.25A.
(3)滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器一半电阻接入电路,灯泡正常工作.由滑动变阻器电阻和电流计算滑动变阻器电压,又由电源电压,根据串联电路电压特点,求得灯泡额定电压,再根据P=UI计算灯泡额定功率.

(1)滑动变阻器能改变灯泡电流,滑动变阻器与灯泡串联,连接好实物图,闭合S1和S2,滑动变阻器接入电路中电阻最大,电阻为50Ω,读出电流表的示数为0.2A,能计算电源电压,灯泡电阻未知,只有把灯泡短路才能求得电源电压,所以S2把灯泡短路,S1串联在电路中控制整个电路,电流表串联在电路中测量电流.电路图如下图:

(2)灯泡上标有“0.25A”,表示灯泡正常工作电流为0.25A,电流表与灯泡串联.所以使电流表的示数为0.25A.
(3)当滑动变阻器单独接入电路,电阻最大,电流为0.2A时,
电源电压为:U=IR=0.2A×50Ω=10V.
当滑动变阻器与灯泡串联时,滑片在中点,灯泡正常工作,
所以此时滑动变阻器电压为U′=I′R′=0.25A×25Ω=6.25V,
所以灯泡额定电压为:UL=U-U′=10V-6.25V=3.75V,
所以灯泡额定功率为:P=ULI′=3.75V×0.25A=0.94W.
答:灯泡额定功率为0.94W.

点评:
本题考点: 探究用电器的电功率实验;串联电路的电压规律;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题考查的形式比较新颖,以往总是让滑片滑到最大和最小,让其它用电器总是接入电路,现在把灯泡短路求电源电压是比较少见的题型.本题的关键是求得电源电压.

1年前

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