题目内容
【题目】复习电学知识时,小明在实验室又做了“测量小灯泡电功率”和“探究电流与电压电阻关系”的实验。实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω1A”。
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。实物中少了一根导线。请用笔画线代替导线补上,将图乙中的实物电路连接完整(要求:闭合开关前,滑片要滑到C点)。
(____)
(2)闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_____W。
(3)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丁所示的小灯泡的I﹣U图象。由图象可知:如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率_____0.38W(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)在做“探究电流与电阻关系”的实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值分别5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在范围内选择_____。
A.U≤3V B.2.4V≤U≤3V C.U≥3V D.3V≤U≤6V
【答案】 1.52 大于 B
【解析】
(1)由图甲所示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,闭合开关前,滑片要滑到C点,故将B点接小灯泡左接线柱。则实物电路图如图所示:
(2)当电压表的示数为3.8V,灯泡正好正常工作,由乙图:电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以通过灯泡的电流I=0.4A,
则灯泡的额定功率P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W;
(3)由图象可知:的比值随电压的增大而增大,根据R=可知对应的电阻是逐渐增大。
如果小灯泡两端的电压为1.9V,即:U实=1.9V=U额,
由于灯泡的电阻随电压的增大而增大,则通过灯泡的实际电流I实>I额=×0.4A=0.2A,
所以,P实=U实I实>1.9V×0.2A=0.38W。
(4)探究电流与电阻的关系”实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验:
因电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最大电压U最大=R最小I最大=5Ω×0.6A=3V;
因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,R滑最大=30Ω,
此时电路中的最小电流I最小===0.12A,定值电阻的最小电压U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V。
所定值电阻两端的电压应该在 2.4V≤U≤3V范围内,故选B。