题目内容
【题目】小华家有一只仅能看清“ 0.3A”字样的小灯泡,为了探究通过小灯泡的电流与两端电压的关系,他利用身边的实验器材,设计了如图所示的实验电路. 器材:电流表(0~0.6A),电源(U=6V),电阻箱(可以读出阻值的可变电阻),开关,导线若干.
(1)按电路图连接实物电路时,开关S应________(填“闭合”或“断开”);
(2)实验中,电阻箱接入电路的阻值为R,电流表的示数为I,则小灯泡两端电压的表达式UL=________(用U、I和R表示);
(3)改变电阻箱的阻值,在下表中记录并计算相关数据.请根据表格回答下列问题.
①电阻箱在本实验中的作用和你所熟悉的哪一个电学元件相似?________;
②小灯泡正常工作时的功率为________W;当UL=2.4V时,灯泡的阻值为________Ω;
③小灯泡的阻值随着两端电压的升高而________(填“增大”、“不变”或“减小”);
④若实验中只有电阻箱发生断路故障,小华设计了用导线将电阻箱两端连接起来的检测方案.你认为是否可行?并请说明理由.答:________,________.
【答案】 断开 U﹣IR 滑动变阻器 1.08 10 增大 不可行 电流太大,小灯泡会烧坏
【解析】解:(1)为保护电路,按电路图连接实物电路时,开关S应断开;
(2)由电路图可知,灯泡与电阻箱串联接在电源两端,实验中,电阻箱接入电路的阻值为R,电流表的示数为I,因为,所以电阻箱两端电压U电阻箱=IR,则小灯泡两端电压UL=U﹣U电阻箱=U﹣IR;
(3)①电阻箱可以改变电路电阻,在本实验中的作用和滑动变阻器相似;
②小灯泡正常工作时的功率P=UI=3.6V×0.3A=1.08W,由表中实验数据可知,当UL=2.4V时,电路电流是0.24A,
因为,所以灯泡的阻值为;
③由表中实验数据,根据欧姆定律可知,小灯泡的阻值随着两端电压的升高而增大;
④通过灯泡的电流随灯泡电压的增大而增大,当灯泡电压是3.6V时,通过灯泡的电流等于其额定电流0.3A,导线将电阻箱两端连接起来,灯泡直接接在电源两端,灯泡电压为6V,此时电流大于灯泡电压是3.6V时的电流0.3A,电路电流大于灯泡额定电流,电流太大,会烧坏灯泡,所以小华的实验设计不可行。