測電功率的考試要點分析
用電壓表和電流表測定小燈泡的電功率實驗一直是會考的重點內容。對於伏安法測電功率,要從實驗的原理、器材的選擇、電路的連接、數據的處理、故障的排除等方面透徹理解。
1.注意選擇實驗器材的規格。
電源:選擇電源的電壓要大於小燈泡的額定電壓。(爲什麼?)
電流表:電流表的量程要大於小燈泡的額定電流。
電壓表:電壓表的量程要大於小燈泡的額定電壓。
滑動變阻器:滑動變阻器允許通過的最大電流要大於小燈泡的額定電流,還要根據能否調到燈泡的額定電壓選擇滑動變阻器的阻值。
2.電路連接時,開關必須斷開。閉合開關前,應把滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,以確保電路的安全。
3.在使小燈泡的電壓高於額定電壓時,要注意觀察小燈泡的亮度和電壓表示數的變化,以免電壓過高,燒壞小燈泡。
4.數據處理時,不能採用多次測量取平均值的方法計算小燈泡的額定功率。
下面通過一道考題加以說明。
例題(2010年廣東肇慶中考試題)2010年上海世博會上,節能LED燈佔所有景觀照明燈的60%以上.LED燈即半導體發光二極管,它可以直接把電能轉化爲光能.小明同學用10個LED燈(每個LED燈的額定電壓2.5V)焊接在一塊電路板上,製作了一個簡易LED燈手電筒,此手電筒用兩節乾電池做電源。他想測算出這10個LED燈正常發光時的功率。
(1)在電路板上,這10個LED燈是聯(選填“串”或“並”);
(2)爲完成測量10個LED燈正常發光時的功率,請你幫他將電壓表接入上圖的電路中;
(3)在閉合開關前,圖中滑動變阻器的滑片應位於端(選填“左”或“右”)。調節滑動變阻器使LED燈兩端的電壓爲2.5V,此時電流表示數如右圖所示,該電流大小是A,電路板上AB間的總電阻是Ω,10個LED燈正常發光時的功率是W;
(4)該手電筒正常工作時的總功率(選填“大於”、“等於”或“小於”)10個LED燈正常發光時消耗的'功率。
解析:試題以測量燈泡電功率爲載體,綜合考查同學們掌握電學知識的情況。
(1)考查電路連接的基本知識。因爲電源是兩節乾電池串聯,總電壓是3V,而每個LED燈的額定電壓爲2.5V,若LED燈採用串聯,則每個燈分得的電壓太小,不能正常工作,所以這10個LED燈是並聯。另外,若LED燈採用串聯,實驗中一個燈壞了,其餘燈將不能正常工作,干擾實驗的進行。所以有多個用電器同時工作時,一般不採用串聯的方式。
(2)考查電壓表的使用和連接,要注意讓電壓表與燈泡並聯,還要考慮量程,結合每個LED燈的額定電壓爲2.5V,不必採用大量程。讓電流從“3”接線柱流進,從“-” 接線柱流出,連線不要交叉。
(3)連接電路時,開關必須斷開,以防止出現短路;爲防止電流過大燒壞元器件,滑動變阻器應處於阻值最大處,就是讓滑動變阻器接入電路中的電阻絲最長,本題中滑片應處於最右端。對於電流表的讀數,要先看接線柱,確定量程;再看分度值和指針位置。本題中讀數爲0.2A。要計算AB間的總電阻,只要用公式。要計算10個LED燈正常發光時的功率用。
(4)因爲手電筒用兩節乾電池做電源,電壓爲3V,大於LED燈的額定電壓2.5V,所以手電筒正常工作時的總功率大於10個LED燈正常發光時消耗的功率。
答案:(1)並 (2)如下圖 (3)右 0.2 12.5 0.5 (4)大於
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