私立恵比寿中学:关于电功率
来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/08/29 09:26:11
某同学利用电源、电流表、电压表、电键、标有“50Ω 2A” 字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率。其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见,电压表0~15伏档损坏,小灯的额定功率估计为1.5瓦左右。该同学实验步骤正确。当闭合电键时,电压表和电流表的示数分别为2伏和0.2安。接着他边思考边实验,直至小灯正常发光,这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上(即变阻器连入电路的电阻为25Ω)。(1)画出小灯正常发光时的电路图,并简述判定小灯正常发光的理由。(2)求出小灯泡的额定功率。
(知识点:串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电功率的计算。)
(知识点:串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电功率的计算。)
这题要在理想状态下求解,即电源内阻不计、电流表、电压表都为理想电表(电流表内阻不计,电压表内阻为正无穷)、小灯泡的电阻不随通过它的电流改变而改变。
在理想状态的前提下,根据其中灯泡上所“0.3A”和小灯的额定功率估计为1.5瓦左右,可以得出小灯泡的电阻大约为17Ω左右,额定电压大约为5V。
判定小灯正常发光的理由是电流表显示通过小灯泡的电流恰好为0.3A,达到额定电流。
电路图是将电源、电流表、电键、小灯、滑动变阻器用导线串联起来,再将电压表并联在小灯两端。(由于再电脑上我无法作图,只好用文字表示。抱歉!)
实验注意:在连接各元件时,滑动变阻器应调到最大阻值,既当闭合电键时,滑动变阻器的阻值为50Ω。再之后的操作中,滑动滑动变阻器的滑片,改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,并拿去电压表(因为电压表0~15伏档损坏,用的只能是0~3伏档,而当小灯正常发光时,两端电压将达到5伏左右,电压表将会烧坏。)
求小灯泡的额定功率:因为当闭合电键时,电压表和电流表的示数分别为2伏和0.2安,滑动变阻器此时的阻值为50Ω,通过的电流也为0.2安,可得滑动变阻器两端电压为10伏。所以电源电压为12伏。当小灯正常发光时,电流为0.3安,滑动变阻器此时的阻值为25Ω,可得滑动变阻器两端电压为7.5伏,所以小灯泡两端电压为4.5伏(12-7.5=4.5)。
所以小灯泡的额定功率P=U*I=4.5V*0.3A=1.35w
所以小灯泡的额定功率为1.35瓦