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微專(zhuān)題4 電功率的特殊測(cè)量
　　實(shí)驗(yàn)中如果受到特定條件的限制,如缺電流表、缺電壓表等,此時(shí),就要根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)電路,利用特殊方法測(cè)出電功率。主要有以下幾種類(lèi)型:
電路設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)步驟及表達(dá)式
缺電流表 適用條件:已知U額 ①閉合S、S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電壓表的示數(shù)為U額 ②斷開(kāi)S1,閉合S2,讀出電壓表示數(shù)為U1 表達(dá)式:P額=U額
適用條件:已知I額 ①閉合S、S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電壓表的示數(shù)為I額R0 ②斷開(kāi)S1,閉合S2,讀出電壓表示數(shù)為U1 表達(dá)式:P額=(U1-I額R0)I額
適用條件:已知U額 ①調(diào)節(jié)R0的滑片,移動(dòng)到最左端 ②再調(diào)節(jié)變阻器R的滑片,使電壓表的示數(shù)等于U額 ③保持R滑片位置不變,將R0的滑片移動(dòng)到最右端,讀出并記錄電壓表的示數(shù)為U1 表達(dá)式:P額=U額
缺電壓表 適用條件:已知U額 ①閉合S、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電流表的示數(shù)為I= ②保持滑片位置不動(dòng),斷開(kāi)S2,閉合S1,電流表示數(shù)為I1 表達(dá)式:P額=U額(I1-)
適用條件:已知I額 ①閉合S、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電流表的示數(shù)為I額 ②保持滑片位置不動(dòng),斷開(kāi)S2,閉合S1,電流表示數(shù)為I1 表達(dá)式:P額=(I1-I額)R0I額
適用條件:已知I額 ①只閉合S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為I額 ②斷開(kāi)S1,閉合S2,滑片不動(dòng),調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表示數(shù)等于I額時(shí),讀出電阻箱連入電路中的電阻為R0 表達(dá)式:P額=R0
適用條件: 已知電源電壓 U和 I額 ①只閉合S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為I額 ②保持滑片位置不動(dòng),再閉合S1,此時(shí)電流表示數(shù)為I 表達(dá)式:P額=(U-I額)I額
小紅在測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中,選用的小燈泡標(biāo)有“2.5 V”字樣。
(1)請(qǐng)你幫忙在圖甲電路中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將電路連接完整。
(2)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于　　　　狀態(tài)。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表示數(shù)為2 V,為測(cè)定小燈泡的額定功率,小紅應(yīng)將變阻器滑片向　　　　(選填“A”或“B”)端移動(dòng),同時(shí)注意觀察電壓表的示數(shù)變化,直到小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為　　　　W。
(4)小紅還設(shè)計(jì)出了只有電流表沒(méi)有電壓表時(shí)測(cè)量小燈泡電功率的方法,其電路圖如圖丙所示,已知R0=5 Ω,此方案最關(guān)鍵的一步是調(diào)節(jié)變阻器滑片,使電流表A2的示數(shù)為　　　　A,再讀出電流表A1的示數(shù),才能算出小燈泡的額定功率。
(1)燈與電流表串聯(lián),電壓表與燈并聯(lián)。
(2)連接電路時(shí),為保護(hù)電路,開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)。
(3)根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向;燈在額定電壓下正常發(fā)光,讀出圖乙中電流表示數(shù),再利用公式P=UI即可求出額定功率。
(4)分析圖丙的連接,根據(jù)燈在額定電壓下正常發(fā)光,由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律分析。
小明用圖甲所示的電路測(cè)量額定電壓為2.5 V的小燈泡的額定功率。
(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,幫小明把圖甲電路連接完整,要求滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮。
(2)正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),小燈泡不發(fā)光,電流表無(wú)示數(shù),電壓表示數(shù)約等于電源電壓,則故障原因可能是　　　　。
(3)故障排除后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5 V,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,則通過(guò)小燈泡的電流是　　　　A,小燈泡的額定功率是　　　　W。
(4)完成實(shí)驗(yàn)后,小明又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖,只用電壓表就測(cè)量出額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。已知電源電壓恒為U,定值電阻的阻值為R0,請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
①　　　　(填三個(gè)開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)情況),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為　　　　,小燈泡正常發(fā)光。
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),　　　　(填三個(gè)開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)情況),記錄電壓表示數(shù)為U滑。
③小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=　　　　(用已知量和所測(cè)物理量符號(hào)表示)。
【參考答案】
例　(1)如圖所示。
(2)斷開(kāi)　(3)B　0.75　(4)0.5
變式訓(xùn)練
(1)如圖所示。
(2)燈泡斷路　(3)0.26　0.65　(4)①閉合S、S2,斷開(kāi)S1　U-U額　②閉合S、S1,斷開(kāi)S2　③U額××(U-U滑)

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