测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压为U0),小科小组想尝试先测灯泡电阻再算电功率这种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)。具体步骤如下(实验过程中没有电路元件损坏):
(1)按如图所示的电路图连接好电路;
(2)开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电压表示数U1;
(3)开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电压表示数U2,先算出了灯泡的电阻RL= (请你用所测的物理量表示);
(4)为了使测量更准确,小科小组改变滑动变阻器的位置多测了几组数据,这样做的目的是 ;
(5)得到灯泡电阻RL后,根据,计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,如果实验过程中测量得到的U1始终小于U0,则计算得到的数值 真实值。(选填“大于”或“小于”)
答案:
(3);
(4)为了减小误差;
(5)大于。
解析:
(1)由电路图知,L、R以及滑动变阻器串联在电路中;
(2)开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,电压表测L和R的总电压,示数U1;
(3)开关S拨到位置2,滑片P位置不动,电压表测R两端电压,示数U2;
由于滑片P位置不动,所以L与R的总电压不变,
由串联电路电流处处相等有:IL=IR,
由串联电路电压特点和欧姆定律有:
所以灯泡的电阻
(4)为了使测量更准确,小科小组改变滑动变阻器的位置多测了几组数据,这样做的目的是为了减小误差;
(5)灯泡电阻随温度升高而增大,由于实验中测量得到的U1始终小于U0,即灯泡L和R的总电压小于灯泡的额定电压为U0,
所以灯泡两端的实际电压UL=U1﹣U2<U0,即灯泡的实际电压低于其额定电压,通过灯泡的电流也小于正常发光的电流,
由P=UI知,灯泡的实际功率小于额定功率,发光比正常发光暗,灯丝温度小于正常发光的温度,所以测得的灯泡电阻小于正常发光电阻,
由知计算得到的数值大于真实值。
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