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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 电路的连接 测量电功率的实验 试题正文
  • 实验题
    下面是测额定电压为2V的小灯泡的额定功率与实际功率的实验器材：

    （1）在连接实物图之前，请你仔细观察上面的器材，有个器材的状态要稍加变动才能连接，这个器材是__________。
    （2）请你连接上面的实物图（注意恰当地选择电流表与电压表的量程）。
    （3）测定小灯泡的额定功率时，应移动滑片P，使电压表的读数为额定电压2V，观察这时电流表的示数如下图1，则小灯泡的额定功率为________W。
    （4）继续移动滑片P，使灯泡两端的电压为1.6V，在下面图2中画出此时电流表指针的位置，这时灯泡的实际功率是________W。

    图1                                                                                                   图2
    本题信息：2006年四川省模拟题物理实验题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “下面是测额定电压为2V的小灯泡的额定功率与实际功率的实验器材：（1）在连接实物图之前，请你仔细观察上面的器材，有个器材的状态要稍加变动才能连接，这个器...” 主要考查您对

电路的连接

测量电功率的实验

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。
  • 电路的连接
  • 测量电功率的实验
电路连接的类型：
①按电路图连接实物图；
②根据要求设计电路一般步骤是：从电源的一极开始，顺着或逆着电流方向连接实物元件，最后连在电源的另一极。，连接实物图时要注意导线不能交叉，导线的端点要接在各元件的接线柱上。

 四种连接类型的作图说明：
（一）看实物画电路图，关键是在看图，图看不明白，就无法作好图，中考有个内部规定，混联作图是不要求的，那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路，一种串联，另一种是并联，串联电路非常容易识别，先找电源正极，用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置，然后作图。顺序是：先画电池组，按元件排列顺序规范作图，横平竖直，转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压，在检查电路无误的情况下，将电压表并在被测电路两端。对并联电路，判断方法如下，从电源正极出发，沿电流方向找到分叉点，并标出中文“分”字，（遇到电压表不理它，当断开没有处理）用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进，直至两支笔尖汇合，这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路，每条支路中有几个元件，分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路，分点到电源负极之间也是干路，看一看干路中分别有哪些元件，在都明确的基础上开始作电路图，具体步骤如下：先画电池组，分别画出两段干路，干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路，有几条画几条（多数情况下只有两条支路），并准确将每条支路中的元件按顺序画规范，作图要求横平竖直，铅笔作图检查无误后，将电压表画到被测电路的两端。

（二）看电路图连元件作图方法：先看图识电路：混联不让考，只有串，并联两种，串联容易识别重点是并联。若是并联电路，在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。（首先弄清楚干路中有无开并和电流表）连实物图，先连好电池组，找出电源正极，从正极出发，连干路元件，找到分点后，分支路连线，千万不能乱画，顺序作图。直到合点，然后再画另一条支路[注意导线不得交叉，导线必须画到接线柱上（开关，电流表，电压表等）接电流表，电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器，必须一上，一下作图，检查电路无误后，最后将电压表接在被测电路两端。

（三）设计电路方法如下：首先读题、审题、明电路，（混联不要求）一般只有两种电路，串联和并联，串联比较容易，关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路，支路中的电流表和开关只管本支路的用电器，明确后分支路作图，最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路，电路作图必须用铅笔，横平竖直，转弯处不得画元件，作图应规范。

（四）识别错误电路一般错误发生有下列几种情况：
1、是否产生电源短路，也就是电流不经过用电器直接回到电源负极；
2、是否产生局部短接，被局部短路的用电器不能工作；
3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了，或者量程选的不合适（过大或过小了）；
4、滑动变阻器错接了（全上或全下了）。

并联电路中电流表的连接问题：
    如图，要保证L1和L2并联，只要线头M接在从灯 L2的左接线柱到电流负极的任一接线柱上都可以。但当M接在灯泡L1的左接线柱上或电流表的右接线柱上时，电流表被留在干路中；当M接在电源负极或电流表的左接线柱上时，电流表被留在了L2的支路上。所以两种接法电流表所处的位置不同，所测的电流也不同。

例如：图甲是小亮同学测量并联电路中的总电流时连接的电路。
(1)请你在a、b导线中撤掉一根多余的导线，使电路符合实验要求。你选择撤掉的是_____导线。
(2)撤掉多余的导线后，闭合开关，电流表的读数如图乙所示，其读数为_____A。

解析从图示可以看出导线6是多余的，去掉b 后，两灯泡并联，电流表测干路的电流，从电流表的量程和指针偏转可以看出，此时的示数为0．34A。

答案(1)b(2)0．34


测量电功率实验的目的和原理：
1. 实验目的：
1）测定小灯泡额定电压下的电功率；
2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；
3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。

2. 实验原理：P=UI
应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。

3. 实验方法：伏安法
伏安法测小灯泡的电功率：
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
次数 电压U（V） 电流I（A） 电功率P（W） 灯泡亮度
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

伏安法测电阻与测功率的异同点：
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
补充：
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下，小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。
“伏安法测功率”中常见故障及排除:
“伏安法测功率”是电学中的重要实验。同学们在实验过程中，容易出现一些实验故障，对出现的实验故障又束手无策，因此，能够找出实验故障是做好实验的 “法宝”。下面就同学们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。
1．器材选择不当导致故障
故障一：电流表、电压表指针偏转的角度小。
[分析原因]①电压表、电流表量程选择过大；②电源电压不高。
[排除方法]选择小量程，如果故障还存在，只有调高电源电压。实验中若电表指针偏转的角度太小，估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。为了减小实验误差，选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。

2．器材连接过程中存在故障
故障二：电压表、电流表指针反向偏转。
[分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了，当电流从“一”接线柱流入时，指针反向偏转，甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。
[排除方法]将两电表的“+”“-”接线柱对调。

故障三：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，把滑动变阻器接成了定值电阻。
[排除方法]遵循“一上一下”原则正确连接滑动变阻器。

故障四：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数都不变，灯泡极亮且亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器的连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，且滑动变阻器在电路中的阻值为零。
[排除方法]遵循“一上一下”的原则正确连接滑动变阻器。

故障五：刚接好最后一根导线，灯泡立即亮了。
[分析原因]连接电路的过程中，开关没有断开。
[排除方法]连接时注意断开开关，保护电路。

3．元件损坏导致故障
故障六：闭合开关后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数。
[分析原因]电路中存在开路：①接线柱接触不良； ②电路中电源、电流表、开关或变阻器可能损坏；③连接导线可能断开。
[排除方法]可先把各接线柱拧紧，若还不行，用一根导线让各元件依次短路，找出故障位置。

故障七：闭合开关，灯不亮，电流表几乎没有示数，电压表指针明显偏转。
[分析原因]可能是灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良。
[排除方法]更换灯泡或使灯座与灯泡接触良好。
利用电能表和停表测家用电器的功率：
1.  实验原理：

2．实验设计思路：
    在家庭电路中，家用电器消耗的电能可以由电能表进行测量。每只电能表上标有该电能表上的转盘每千瓦的转数。例如，一只电能表标着3000r／(kW·h)，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000 转。利用盘面上的这个参数可以测定家用电器的功率。

3．实验步骤要测量某家用电器的功率，可只让它在电路中工作，将其他用电器关掉。观察电能表的转盘转过的转数N，同时用停表测出所用的时间t(s)，若以上述电能表为例，则该电器的功率大小为=。
    还有一种电子式电能表，其表盘上“n imp／(kW· h)”的含义是每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁n 次。若测得某用电器工作时间t内指示灯闪烁了N 次，则该用电器的功率为。
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