4. 在测量小灯泡的额定功率时,电压表出现了故障不能使用,小明向老师借了一个已知阻值为$ R_0 $的定值电阻,设计了如图13-2-19所示的电路,
,按下面的顺序测量额定电压为$ U_{额} $的小灯泡的额定功率。测量时,先闭合开关S和$ S_1 $,调节滑动变阻器,当电流表的示数为
$\dfrac{U_{额}}{R_0}$
时,小灯泡正常工作。断开所有开关,保持滑动头的位置不动,再将开关S和$ S_2 $闭合,读出电流表的示数I,则小灯泡的额定功率$ P_{额}= $$U_{额}(I - \dfrac{U_{额}}{R_0})$
。答案
4. $\dfrac{U_{额}}{R_0}$ $U_{额}(I - \dfrac{U_{额}}{R_0})$
解析
【分析】
本题利用缺电压表时,通过定值电阻与电流表,结合开关切换实现并联电路的电压测量,间接获取小灯泡的额定电流。首先闭合S和S₁,使灯泡与R₀并联,让灯泡两端电压等于额定电压U额,此时电流表测R₀的电流,根据欧姆定律可得到该电流;再切换开关,保持滑动变阻器位置不变,电流表测干路电流,结合并联电路电流规律算出灯泡额定电流,进而求出额定功率。
【解析】
1. 闭合开关S和S₁,断开S₂,此时小灯泡L与定值电阻R₀并联,电流表测量R₀支路的电流。要使小灯泡正常工作,需让小灯泡两端电压等于额定电压U额,由于并联电路各支路电压相等,因此R₀两端电压也为U额,根据欧姆定律,电流表的示数为$I_0=\dfrac{U_{额}}{R_0}$。
2. 断开所有开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,再闭合开关S和S₂,此时电流表测量干路电流。因滑动变阻器滑片未动,并联部分电压仍为U额,故R₀支路电流仍为$\dfrac{U_{额}}{R_0}$。根据并联电路电流规律,干路电流$I = I_{额} + \dfrac{U_{额}}{R_0}$,则小灯泡的额定电流$I_{额}=I - \dfrac{U_{额}}{R_0}$。根据额定功率公式$P_{额}=U_{额}I_{额}$,代入得$P_{额}=U_{额}(I - \dfrac{U_{额}}{R_0})$。
【答案】
$\dfrac{U_{额}}{R_0}$;$U_{额}(I - \dfrac{U_{额}}{R_0})$
【知识点】
电功率测量、欧姆定律、并联电路电流规律
【点评】
本题考查缺电压表时测量小灯泡额定功率的方法,核心是通过开关切换明确电路连接方式和电流表测量对象,利用并联电路特点间接获取灯泡额定电流,需掌握电路分析和电功率计算的结合应用。
【难度系数】
0.5
本题利用缺电压表时,通过定值电阻与电流表,结合开关切换实现并联电路的电压测量,间接获取小灯泡的额定电流。首先闭合S和S₁,使灯泡与R₀并联,让灯泡两端电压等于额定电压U额,此时电流表测R₀的电流,根据欧姆定律可得到该电流;再切换开关,保持滑动变阻器位置不变,电流表测干路电流,结合并联电路电流规律算出灯泡额定电流,进而求出额定功率。
【解析】
1. 闭合开关S和S₁,断开S₂,此时小灯泡L与定值电阻R₀并联,电流表测量R₀支路的电流。要使小灯泡正常工作,需让小灯泡两端电压等于额定电压U额,由于并联电路各支路电压相等,因此R₀两端电压也为U额,根据欧姆定律,电流表的示数为$I_0=\dfrac{U_{额}}{R_0}$。
2. 断开所有开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,再闭合开关S和S₂,此时电流表测量干路电流。因滑动变阻器滑片未动,并联部分电压仍为U额,故R₀支路电流仍为$\dfrac{U_{额}}{R_0}$。根据并联电路电流规律,干路电流$I = I_{额} + \dfrac{U_{额}}{R_0}$,则小灯泡的额定电流$I_{额}=I - \dfrac{U_{额}}{R_0}$。根据额定功率公式$P_{额}=U_{额}I_{额}$,代入得$P_{额}=U_{额}(I - \dfrac{U_{额}}{R_0})$。
【答案】
$\dfrac{U_{额}}{R_0}$;$U_{额}(I - \dfrac{U_{额}}{R_0})$
【知识点】
电功率测量、欧姆定律、并联电路电流规律
【点评】
本题考查缺电压表时测量小灯泡额定功率的方法,核心是通过开关切换明确电路连接方式和电流表测量对象,利用并联电路特点间接获取灯泡额定电流,需掌握电路分析和电功率计算的结合应用。
【难度系数】
0.5
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