题目内容
【题目】善于观察的小华发现家里轿车的前灯有好几组,且灯丝粗细不同,发光的亮度也不同,他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关,于是他设计了模拟电路,并选择下列器材:电源、滑动变阻器、小灯泡 (L1 “2.5V 1.25W”、L2“2.5V 0.5W ”各一只,代替轿车前灯)、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想.如图甲
(1)在电源电压为12V的情况下,为保证电路安全,应选择的滑动变阻器规格为(____________)
A.10Ω、1A B. 20Ω、0.5A C.20Ω、1A D.50Ω、1A
(2)闭合开关S,发现无论怎样移动变阻器的滑片,灯泡L1、L2均不亮,A、V1无示数,V2有示数,则电路出现的故障是__________;排除故障后,移动变阻器的滑片,分别读出电流表、电压表的示数,观察并记录灯泡发光情况.填入表一.当变阻器滑片移至某位置时。电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流_________A,此时发现灯L2发光异常耀眼,原因是________。
(3)分析表一中的数据,可得结论:两灯串联,灯泡的灯丝越细,亮度越_________;
(4)然后,小华按图丙所示设计连接电路进行实验,记录的实验数据及现象如表二,根据表二可得出结论:两灯并联时,灯泡的灯丝越细,亮度越_________;
(5)小华完成实验后有困惑,通过向爸爸请教,明白了轿车的灯是可以不同时工作的,在额定电压相同时,若想要更换更亮的灯,应选择灯丝较_________(选填“粗”或“细”)的灯泡。
表1
灯 泡 L1 | 粗细 | 电压/V | 电流/A | 亮度 | 灯 泡 L2 | 粗细 | 电压/V | 电流/A | 亮度 |
粗 | 0.6 | 0.12 | 不发光 | 细 | 1.5 | 0.12 | 微亮 | ||
粗 | 0.8 | 0.16 | 微亮 | 细 | 2.0 | 0.16 | 不很亮 | ||
粗 | 1.0 | 0.20 | 微亮 | 细 | 2.5 | 0.20 | 较亮 | ||
粗 | 1.3 | 不很亮 | 细 | 3.25 | 异常耀眼 |
表2
灯 泡 L1 | 粗细 | 电压/V | 电流/A | 亮度 | 灯 泡 L2 | 粗细 | 电压/V | 电流/A | 亮度 |
粗 | 1.0 | 0. 2 | 微亮 | 细 | 1.0 | 0.08 | 不发光 | ||
粗 | 1.5 | 0.3 | 不很亮 | 细 | 1.5 | 0.12 | 微亮 | ||
粗 | 2.0 | 0.4 | 较亮 | 细 | 2.0 | 0.16 | 不很亮 | ||
粗 | 2.5 | 0.5 | 明亮 | 细 | 2.5 | 0.20 | 较亮 |
【答案】D L2断路 0.26 L2的实际电流大于额定电流 亮 暗 粗
【解析】
(1)[1]由题意可知,小灯泡L1的电阻是
小灯泡L2的电阻是
假设选择滑动变阻器规格为10Ω、1A,当电路中的电流最小时,变阻器的阻值最大,电流大小是
此时小灯泡L1的电压是
此时小灯泡L2的电压是
这个电压大小已超过额定电压,不合要求,当变阻器的阻值更小时,电流会更大,小灯泡L2的电压也会更大,这样不合题意,所以滑动变阻器规格不能是10Ω;
假设选择滑动变阻器规格为20Ω、0.5A,当电路中的电流最小时,变阻器的阻值最大,电流大小是
此时小灯泡L1的电压是
此时小灯泡L2的电压是
这个电压大小已超过额定电压,不合要求,当变阻器的阻值更小时,电流会更大,小灯泡L2的电压也会更大,这样不合题意,所以滑动变阻器规格不能是20Ω;
假设选择滑动变阻器规格为50Ω、1A,当电路中的电流最小时,变阻器的阻值最大,电流大小是
此时小灯泡L1的电压是
此时小灯泡L2的电压是
这个电压大小没有超过额定电压,符合要求,只要电阻值不是太小,电流不会太大,灯泡的电压也不会太大,所以滑动变阻器规格可以是50Ω、1A;故选D。
(2)[2]假设L2断路,那么没有电流流过电流表和L1,电流表和电压表V1示数为零,电压表测的是电源电压,有示数,这种情况下符合题意,故电路出现的故障是L2断路;
[3]从图乙可以看到,电流表的量程是0到0.6A,它的读数是0.26A;
[4]灯L2的额定电流是
这是一个串联电路,此时发现灯L2发光异常耀眼,原因是电流0.26A超过了灯L2的额定电流;
(3)[5]从表1可以看到,两灯串联,流过的电流大小相同,灯泡的灯丝细的,比粗的更亮,可得结论:两灯串联,灯泡的灯丝越细,亮度越亮;
(4)[6]从表2可以看到,两灯并联,两灯两端的电压大小相同,灯泡的灯丝细的,比粗的更暗,可得结论:两灯并联时,灯泡的灯丝越细,亮度越暗;
(5)[7]根据可知,在额定电压相同时,电阻越小,电功率越大,灯泡越亮,而灯丝较粗的灯泡电阻较小,所以应选择灯丝较粗的灯泡。
【题目】小刚同学在“研究电流与电阻关系”的实验时,设计了如图所示的电路图.
实验次数 | 电阻 | 电流 |
()为了达到实验目的,实验过程中必须保持__________不变.
()小刚按电路图连接好电路,试触时发现电压表和电流表出现如图乙所示情况,这是由于:①电压表_______;②电流表_____________.
()上表是小刚按正确操作进行实验时的数据记录,分析数据,可以得出初步的结论是: ____.