题目内容
【题目】在“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R1和R2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宪整___,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”或“R2”)
(2)如图乙所示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;
(3)某同学误将电压表并联在滑动变阻器两端,如图丙所示,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)。
【答案】 见解析 R2 0.5 13.9
【解析】(1)测定小灯泡的电功率实验中,应将电流表、灯泡和变阻器串联,滑片左移电压表示数变小,说明电路中电流变小,电阻变大,所以应将B接线接入电路中;灯泡正常发光电流约为:I==0.125A,所以电流表应使用0﹣0.6A量程。实物连接如图所示:
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由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡发光时变阻器连入电路的阻值:R==28Ω,所以应选择滑动变阻器R2;(2)灯泡电压等于其额定电压时正常发光,由图象知灯泡电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,所以灯泡的额定功率:PL=ULIL=2.5V
0.2A=0.5W;为使实验中小灯泡两端电压不超过3.5V,根据串联电路的总电压等于串联的各分电压之和可得:滑动变阻器分得最小电压U滑最小=U﹣UL最大=6V﹣3.5V=2.5V,由如图可知:U滑=2.5V时,I最大=0.18A,根据欧姆定律得变阻器的最小阻值为:R滑最小=
≈13.9Ω.
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