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电功和电功率探究题

发布时间:2013-12-24 09:05:33  

电功和电功率探究题

1、在测3.8V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V。

(1)在连接电路时,开关必须 ,请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮)。

(2)若在连接电路时,有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器 (A/B/C)连入电路,才能保证实验顺利进行。

(3)小明合理地连接好电路,闭合开关,不亮,小明分析后确定是灯泡的故障。若电流表没有示数,电压表有示数,可以判断灯泡 ;若电流表有示数,电压表没有示数,可以判断灯泡 。

(4)下表为某小组的实验记录:

P额= W;

(5)在科学探究过程中,经常需要多次实验.如在本实验中,综合分析实验数据,你能发现 ,可见这里的多次实验是为了发现不同现象背后的共同规律;有的多次实验是为了求平均值以减小实验误差,如: (填实验名称)。

(6)在某次实验时,电压表出现了故障不能使用,小明向老师借了一只定值电阻R0(R0值已知),设计了如图乙所示的电路,继续测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率:

?测量时,应闭合开关S和,调节滑动变阻器,当电流表的示数为

?断开所有开关后,再将开关S和I ;

?算出小灯泡的额定功率P额= (用I、U额 和R0表示)。

2、楼道灯的一种按键开关上常有一个指示灯。在实际使用中发现:当开关闭合时,只有照明灯发

光;开关断开时,照明灯熄灭,指示灯会发出微弱光,以便夜间显示开关的位置,如右图所示。

根据这种按键开关的控制特性,小明和小红分别画出了能正确表示照明灯(L1)和指示灯(L2)连接

方式的电路图甲和电路图乙

⑴ 小红看了小明画的电路图甲后,不明白为什么当开关断开时,指示灯L2亮而照明灯L1灭?请

你帮助小明说明可能的原因 。

⑵ 小明和小红在交流讨论中发生了矛盾,小明认为按他所画的电路图甲连接的电路省电,而小红甲      乙认为按图乙连接的电路省电。假如两种接法使用相同的照明灯和指示灯且工作时间都相同,请你

写出这两种情况下电路消耗电能(W甲和W乙)的数学表达式 (假定照明灯电阻为R1,工作时间为t1,指示灯电阻为 R2,工作时间为t2)。结论是:两种电路中按 (选填“甲”或“乙”)接法更省电。

⑶ 小华同学在其它的楼道中发现,有些照明灯是用一个声控光控开关控制的,请你在答题卷的规定位置中画出相应的电路图。(图中画一盏灯,一个声控开关,一个光控开关声。灯、开关都用符号表示,并注明声控和光控)

3、为了测定额定电压为2.5伏特的小灯泡的额定功率,采用如图所示的电路。

(1)电路中的M表是____ ____表,N表是___ _____表。

(2)按实验中合理的顺序将下列实验步骤的序号(1、2、3、4、5、6)填入括号内:

[ ]读出电流表的示数

[ ]闭合开关

[ ]移动变阻器滑片到它的阻值最大的位置上

[ ]断开开关,按电路图连接电路

[ ]将测量数据填入表格,计算小灯泡的额定功率

[ ]移动变阻器滑片,使电压表的示数为2.5伏特

(3)某同学在实验时测得的数据如下表。在整理数据计算功率时发现其中一次实验结果与其它两次实验结果相差很大,经检查,原来是有一个电流强度的示数读错了。该同学选用的电流表的量程是0-0.6安培挡,表头刻度如下图所示。试分析:

a.数据表中第___ ____次电流强度的读数错了,正确的应是___ ________.

b.第____ ________次实验测得的是小灯泡的额定功率。

⑴请你用笔画线代替导线,将图甲中的电压表接在灯泡两端。

⑵正确接入电压表后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示

数,电压表示数等于电源电压,其故障可能

是 。(写出一种可能情况)

⑶排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图

乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向

(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为

V。

⑷移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,根据图像

信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。

5、李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联

起来,按照图5所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关

于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)

( )

A.R1>R2,P1>P2 B.R1<R2,P1<P2 C.R1>R2,P1<P2 D.R1<R2,P1>P2

6、“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:

甲:电功率跟电压有关,电压越高,电功率越大。

乙:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大。

请你任选其中一个猜想,设计实验,进行验证。

(1)你验证的猜想是 。(填甲或乙)。

(2)实验需要的器材,除电源、导线、开关外,还需要 。

(3)在右面的方框中画出你的实验电路图。

(4)在该实验中,你需要收集的数据是 。 。

(5)你是通过观察比较 来比较两灯泡功率的大小的。

(6)探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小明猜想 :“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系。”于是,他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验,其实验数据如表一、表二所示。

根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是∶ 。

根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是∶ 。

7、小明想测额定电压为2.5V,正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻。

(1)图17是小明没有连接完的实物电路,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。(要求滑动变阻器连入电路的阻值最大)

(2)连接好电路后,小明进行了实验,记录的数据如下表所示。

请仔细分析分析实验数据,回答以下问题:

①表中有一个明显的错误数据,请指出错误数据并分析产生的原

因。 。

②小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。

(3)完成上述实验后,小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值(约

10Ω)。他用电阻丝替换了灯泡,闭合开关,发现电压表已损坏,将其

拆除,不改变其他电路元件的连接方式,小明也完成了实验。请简述实

验步骤并写出计算Rx的最后表达式。(已知滑动变阻器的最大阻值为R0)

实验步

骤: 。

表达式:Rx= 。

8、小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电

压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验

要求的滑动变阻器、电表、开关和导线.图A是小强没有

连接完的实物电路.

(1)请你用笔画线代替导线,帮小强将实物电路连接完整.

(2)小强连接好电路闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,

发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,

则故障的原因可能是 (写出一种即可).

(3)小强排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”).

(4)小强通过移动滑片P,分别记下了多组对应电压表和电流表的读数,并绘制成了图B所示的U﹣I图象.根据U﹣I图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是 Ω. 9、为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图甲所示电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙。

(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于____________________;实验中电流产生的热量的多少是通过____________________来反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)。

(2)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为了探究电

热与_______的关系。

(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要的操作是

_________________________________________________。

(4)将此装置改装后可测量煤油的比热容,如图乙所示。测量时,

分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0质量相等的水和煤油,通电

一段时间后,分别读出温度计的示数为t水、t煤油,请写出煤油比热容

的表达式c煤油=________________(已知水的比热容为c水)。

10、课外综合实践活动中,小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路.实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了,让小华惊奇的是,原来发光较弱的甲灯泡不发光了,而乙灯泡不仅没熄灭,反而更亮了,仔细观察电路后;还发现这时电压表的示数为1.6V(电压表测甲灯泡两端的电压),电源电压为4V.小华对此产生了疑问:玻璃外壳打碎后,甲灯仍有电流通过为什么不发光呢?小组的同学提出了以下两种猜想:

猜想1:甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流。

猜想2:甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率。

请回答下列问题:

(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想1是_______(正确/错误)的,你认为他们判断所依据

的现象是_____________.

(2)为了验证猜想2,由于手头没有电流表,小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流

随电压变化的数据,以及不同电压下的发光情况(如下表所示),并作出了该灯泡电流随电压的变

化图像.

由试题中信息和前面的讨论,可以判断猜想2是________(正确/错误)的.写出分析(计算)推

理的过程.

(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后,引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么?同组的小兰同学联

想到,刚从炼钢炉里倒出来的钢水,温度很高,发出耀眼的白炽光,一段时间后,温度降低,钢水凝固,发出红光直至不发光.提出新的猜想:甲灯灯丝的玻璃外壳打碎后,灯丝可能因___________而不发光,为了验证猜想,小兰等同 学在前面实验的基础上,适当调高电源的电压后,观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光,但在短时间内灯丝就烧断了.至此,你认为小灯泡玻璃外壳的作用是_________________________________(只要写出其中的一点).

11、如图20甲所示,在透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和由特殊金属丝制成的导体R0,A,B,C是露在外边的三个接线柱。为进一步了解导体R0的某些特征,小文同学使用了如图20乙所示电源电压恒为6V的实验装置:把导线M,N分别与A,C接线柱相连,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得一组电流表和电压表的读数,并绘制成图20丙所示曲线。

(1)小灯泡L的电阻值为 Ω ,当它正常工作时,通过的电流

是 A。

(2)

小文同

学在原

来连线

的基础

上,再用

导线连

接A,B

两个接

线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数 是 A。

(3)若把导线M,N分别接到A,B接线柱上,闭合

开关S,把滑片P移到a端,则小灯泡消耗的电功率

为 W。

12、在测定额定电压是2.5V的小灯泡的功率实验中:

(1)请将实物图1进行连接。

(2)开关闭合后,移动滑片P,当电压表的读数为2.5V时,根据电流表的读数,算出灯的功率为0.7W,请在图2中标出此时由流表的指针位置及所选接线柱。

(3)用这个电路可以进行调光,但缺点是灯的亮度不能从熄灭(电流为零)调起。请你用上述器材中的电源、开关、灯、滑动变阻器各一个,设计一个能使灯由熄灭(电流为零)调至正常发光的电路,在虚线框内画出你所设计的电路图。

实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡,某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时,得到了如下

一组数据。

(1)分析这组数据,你认为该小灯泡是否合格:_____,

其原因是:__________ 。

(2)假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这

个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是长了还是短

了:_________,原因是:_____________________。用这只小灯泡做实验时,容易出现的故障是____________。 14、小明用下列器材探究小灯泡亮度与实际功率的关系。其中的小灯泡上标有“2.5V”字样。

(1)请你用笔划线代替导线,将下列器材连接成探究小灯泡亮度与实际功率关系的实验电路

(2)小明一连接好电路后一闭合开关,发现电压表指针反偏,原因是

(3)小明改正了连接错误后继续实验。移动滑动变阻器的滑片,看到电压表和电流表的示数如下图所示,此时小灯泡消耗的实

12度不同,他们很想知道小灯的亮暗是由什么因素决定的。于是他们猜想可能与电流和电压有关。为了验证自己的猜想,做了如

12两端电压较大的小灯较亮;

(2)分析实验次数4或5或6中L1和L2的数据及相关现象可得:

(3)进一步综合分析比较两灯串联或并联时的数据及相关现象后,该小组同学得出的结论

是:无论两灯串联还是并联,小灯两端电压与通过小灯电流乘积较大的小灯较亮。你认为他们

的结论是

的;请你再进一步综合分析比较两灯串联或并联时的数据及相关现

象得出结论:小灯 L1 和L2串联时, 的小灯较亮;小灯L1 和L2并联时, 的小灯较亮。

16、连接在电路中的滑动变阻器,能够起到多种作用.

⑴利用图甲研究欧姆定律,在 “探究导体中的电流与导体两端电压的关系”时,滑动变阻器的作用是 __________;“探究导体中的电流与导体电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是________________________________.

⑵图乙是“伏安法测小灯泡电阻”的实验,该实验中滑动变阻器的作用是为了进行 ,从而可以发现电压的大小对小灯泡灯丝电阻的影响;用图乙进行“伏安法测小灯泡额定电功率”实验时,滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到 ,从而使小灯泡正常发光.

⑶不论甲、乙两个电路研究的目的是什么,滑动变阻器对两个电路所起的共同作用是

________________________________________ .

17、如图所示电路,电源电压为4.5V,R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量

程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。

求正常工作时整个电路消耗的最大功率。

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