本试题 “在物理课外小组的活动中.小刚同学用如图所示的电路测滑动变阻器的功率,R1=9Ω. 电源电压不变,调节滑动变阻器的滑片P,测出一些数据如下表所示:经过对实验数...” 主要考查您对滑动变阻器
测量电功率的实验
电功率的计算公式的变形
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变电阻。
作用:改变电流、调节电压和保护用电器。
使用方法:滑动变阻器一般串联在电路中。连接时应“一上一下”的把接线柱接人电路中。连接电路时应把滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。
铭牌:观察滑动变阻器的铭牌,能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。例如铭牌上标有 “20Ω 1.5A”的字样,说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1.5A。
优缺点:
优点:能连续地改变接人电路的电阻值;缺点:不能直接读出电阻值的大小。
用滑动变阻器改变电流的方法
1.根据实际需要对滑动变阻器进行选择。每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值,通过它的电流不能超过最大电流值。
例如:滑动变阻器铭牌上的“20 Ω2A”是指滑动变阻器连入电路的最大阻值为20Ω,通过滑动变阻器的电流不能超过2A。
2.滑动变阻器一般与被控制部分串联。
3.为了保护电路,在闭合开关前要使滑片处于滑动变阻器阻值最大的位置。
4.滑动变阻器在接入电路时必须采用两个接线柱 “一上一下”的连接方法。
5.要使灯泡的亮度变亮,即需要使电路中的电流变大,则应该让滑动变阻器连入电路中的阻值变小。
例:李明想用如图所示的器材,设计一个可以调节小灯泡亮度的电路。请你用笔画线代替导线,帮李明把图中的器材连接起来。要求:
(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时,灯泡的亮度变暗;
(2)电流表测通过灯泡的电流(灯泡的电阻约为 10Ω),电压表测灯泡两端的电压。李明检查电路连接无误后,闭合开关,电流表和电压表示数如图甲、乙所示,则通过灯泡的电流是____ A,灯泡两端的电压是__V。
解析:本题考查滑动变阻器、电压表、电流表的使用。由于电源为两节干电池,所以电压表的量程选择0~3V,灯泡的电阻约为10Ω,故电流表的量程选择0~0.6A。
答案:电路图如下图0.26 2.4
判断滑动变阻器阻值变化的方法:
判断电路中滑动变阻器的阻值变化时,一要弄清滑动变阻器的哪部分被连入电路;二是要看清滑动变阻器滑片的移动方向。
例1如图所示的是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )
A.油量表是由电流表改装而成的
B.R、R0在电路中是并联的
C.油位越高,流过R的电流越大
D.油位越高,R两端的电压越大
解析:观察电路可知油量表显然不能是电流表,因为电流表是不能被并联在电路中的,这个油量表应该是电压表。两个电阻是串联在电路中的,油位越高,油量表的示数应该越大,通过电路冈可以看出油量表测的电压是转动式变阻器两端的电压,因此可以判断,油位越高电压越高。
答案:D
实验电路图 | ![]() | ||||||||||||||||||||
实验器材 | 电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干 | ||||||||||||||||||||
实验步骤 | (1)按设计的电路图连接实物,并设计实验记录表格 (2)检查电路无误后,闭合开关s,移动滑动变阻器的滑片P,观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,并记下电流表的示数 (3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数 (4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压低于额定电压的1/5,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数 (5)整理实验器材 | ||||||||||||||||||||
实验表格 |
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实验结论 | U实=U额,P实=P额,正常发光; U实>U额,P实>P额,比正常发光更亮; U实<U额,P实<P额,比正常发光更暗。 | ||||||||||||||||||||
注意事项 | (1)选择的器材规格要合适,例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流; (2)连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处; (3)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡 |
测小灯泡的电功率 | 测电阻 | ||
相同点 | 所测物理量 | 灯泡两端的电压(U)和通过灯泡的电流(I) | |
电路图 | ![]() | ||
连入电路时 |
开关断开,滑动变阻器位于阻值最大处 | ||
不同点 | 原理 | P=UI | ![]() |
计算公式 | P=UI | ![]() | |
滑动变阻器作用 | 保护电路,控制灯泡两端电压 | 保护电路,改变电路中的电流 |
解读电功率的计算公式:
电功率的四个表达式:(1)定义式:P=W/t。(2)反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。(4)式P=U2/R。
电功率是反映电能消耗快慢的物理量,定义为1秒钟内消耗电能的多少,因此,用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间,就得到定义式P=W/t。
经实验研究证明,电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积,即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的,电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能,当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以,P=UI广泛应用于电功率的计算。
与欧姆定律结合得到的(3)式P=I2R、(4)式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为,欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系,是在纯电阻电路中得出的,所以,它只适用于纯电阻电路。如:白炽灯、电阻、电热器等,不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等,所以在串联电路中,使用(3)式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中,各支路两端电压相等,所以用(4)式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析,除了含电动机电路的电功率计算外,其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中,四个计算公式通用,可根据具体情况选择方便的公式进行运用。
巧用电阻不变求实际功率:
由用电器铭牌上的U额、P额,求出电阻。即由P= ,解出R=
;由于电阻是不变的物理量,当求不同电压的实际功率时,可依据
求得。
例1:如图所示,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时,L1正常发光,的示数是____V。若闭合S、断开S1,
的示数是0.3A,则L2的实际功率为__W。
解析:当S、S1均闭合时,L2被短路,此时L1正常发光,所以电压表示数等于6V。当闭合S,断开S1 时,灯L1、L2串联。灯L1电阻。灯L1两端电压
,所以灯L2的实际功率
。
答案:6 0.72
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