思念依然无尽(14)
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图片发自App 巧测电功率
重庆暨华中学杨永洪
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测小灯泡电功率的设计性实验题源于教材“伏安法”测电功率的实验,主要利用欧姆定律、电功、电功率的知识分析求解,此类题同样涉及“欧安法”和“欧伏法”等知识,是电学考查的重点内容之一。
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图片发自App 图1
[例1]要测定额定电压为3.8伏的小灯泡的额定功率,所提供的试验器材有:6伏的恒定电源、电压表、电流表,0欧~10欧滑动变阻器和开关各一个,电压表的0伏~15伏量程已坏,而0伏~3伏量程完好,请你想出一个巧妙的办法测出小灯泡的额定功率,要求画出试验电路图,并简要说明判断小灯泡是否正常发光的方法和理由。
[解析]本题关键是突破常规的思维定势,即电压表不一定非得并联在灯泡的两端。
(1)电路图如图1所示。
(2)判断的方法和理由是:
当电压表的示数为2.2伏时,小灯泡两端的电压UL=U-UR=6伏-2.2伏=3.8伏,即为小灯泡的额定电压,此时小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率等于UL与电流表此时示数的乘积。
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图片发自App 图2
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图片发自App [例2]给你一个阻值已知的定值电阻R0,两只电流表,一个开关,一个电压一定的电池组,一个滑动变阻器和若干导线,请你测量额定电压为2.5伏小灯泡的额定功率,要求:(1)画出电路图;(2)写出测量的主要步骤;(3)写出计算小灯泡额定功率的表达式。
[解析]本题应设计一个混联电路,巧妙利用滑动变阻器R0的电流,当R0与电流I1的乘积等于2.5伏时,小灯泡即正常发光。
【思念依然无尽(14)】(1)电路图如图2所示。
(2)主要步骤为:
a.移动变阻器的滑片P,直到A1表的读数I1与R0的乘积I1与R0的乘积等于2.5伏,此时小灯泡L正常发光。
b.记下此时A2表的读数为I2.
(3)计算表达方式:
PL额=U额·I额=I1R0·I2=2.5V·I2
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图片发自App [练习]
1. 小明家有一只铭牌模糊不清的白炽灯,他想用家里的机械手表和电能表(电能表盘上标着n转/千瓦时)测定白炽灯的电功率,请你说出他的办法,要求写出实验步骤和计算白炽灯电功率的公式.(提示 本题源于教材的小实验,主要利用P=Wt求解)
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图片发自App 2. 一只小灯泡,从铭牌上只能看出它的额定功率为0.75瓦,怎样测出它的额定电压?要求:画出电路图,写出实验步骤和计算公式.(提示 由P额=U2额/RL可知,欲求U额,则应测出小灯泡的电阻RL,故本题实质为设计电路测小灯泡的电阻RL,由于器材未限,故多采用伏安法测电阻。)
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图片发自App 夲文刊载《中学生导学》之《理化天地》之【金钥匙】栏目,大约于2000年。
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