题目内容

【题目】测定小灯泡的电功率实验中,电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V,电阻大约为20Ω.可供选用的滑动变阻器R1R2的最大值分别为20Ω, 40Ω,实验电路如图甲所示

(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整________,要求向左移动滑片时电压表示数变小;经过判断可知本实验应该选用的滑动变阻器是________(选填“R1“R2“)

(2)如图(2)是根据实验数据绘成的U-I图象.根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是________ W;某同学误将电压表并联在滑动变阻器的两端,如图(3)所示,他从滑片置于最右端时开始记录第1组数据,逐渐调节滑片测得多组数据并描绘出U-I图象如图(4)所示.实际上小灯泡两端的电压太高会缩短灯泡的寿命,为使实验中小灯泡两端电压不超过3.5V,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为________ Ω(保留一位小数).

(3)完成实验后,小强利用电流表和阻值为R0的定值电阻,测量小灯泡L正常发光时的电功率P1,他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路.如图丁所示:

为了测量出灯泡L的电功率,请只添加两条导线完成图丁所示的实验电路的连接________

②请把小明的实验步骤补充完整:

a.断开开关S1、闭合开关S、S2,,移动滑动变阻器的滑片P,使________

b.保持滑动变阻器滑片位置不变,断开开关S2、闭合开关S、S1,记录________

c.请用R0及实验数据表示出P1. P1=________

【答案】R20.513.9电流表示数为I2.5V×(1-

【解析】

(1)灯泡正常工作时,灯泡的电流:IL=0.125A,电流表选0~0.6A量程,实物连接图如下:

通过滑动变阻器的电流IR=IL=0.125A,滑动变阻器电压为:UR=UUL=6V2.5V=3.5V,滑动变阻器电阻为:R==28Ω,所以选择滑动变阻器R2;(2)由图象可知:当灯泡两端电压U=2.5V时,电流I=0.2A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;当灯泡两端电压UL′=3.5V时,滑动变阻器两端的电压UR′=UUL′=6V3.5V=2.5V,由图像可知,UL′=2.5V时,对应的电流I′=0.18A,滑动变阻器接入的最小阻值Rp′=13.9Ω;(3)①为了测量灯泡L的电功率,通过开关的变化使电流表分别能测出定值电阻及干路中的电流,图丁所示的实验电路的连接如下:

②a.闭合开关S1,S2与触点1接触,此时灯泡与定值电阻R0并联,调节滑动变阻器,使电流表A的示数为:,b.保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S1,S2与触点2接触,读出电流表示数I,则通过灯泡的电流IL=I,c.灯泡的额定功率表达式P=ULIL=2.5V×(I)。

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