题目内容
【题目】小明在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中,所用的电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)请将上图的实验电路连接完整_________。
(2)小明连接的电路中,电流表接的是大量程,滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后,小明又进行了实验操作,并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程。则他进行了怎样的实验操作?观察到什么实验现象?
实验操作:____________________________________________
实验现象:_______________________________________________________
(3)实验中,观察到小灯泡开始发光时,电压表的示数是0.5V。关于电压测量点的选择有如下三种方案。
甲:1.0V 2.0V 3.0V 乙:1.0V 2.5V 4.0V 丙:0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0V
应该选用___________方案。
(4)小刚在做该实验时,用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器。
请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足:
______________________________________________________________________;
______________________________________________________________________。
【答案】 闭合开关,调节滑动变阻器到小灯泡两端电压为3v 电流表指针偏转角度很小,没有超出0.6A 丙 不能直接观察小灯泡的亮暗变化 不便于操作
【解析】(1)灯泡两端所允许加的最大电压是2.5V×1.2=3V,因此电压表可选择3V量程,灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示;
(2)实验中电流表选择大量程0~3A,灯泡两端允许加得最大电压为3V,一般情况下,额定电压为2.5V的小灯泡电阻约为10Ω,电路的最大电流约为I=U/R=3V/10Ω=0.3A<0.6A,0~3A量程太大,闭合开关后,电流表指针偏转角度太小,不便于读数,读数误差较大,另一方面,移动滑动变阻器滑片时电流表指针变化范围很小不便于读数,不便于进行多次测量;
(3)要探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”,可以再稍增大灯两端的电压,取小于额定电压、等于额定电压、大于额定电压几个电压,实际功率将小于额电功率、等于额电功率、大于额电功率;甲方案没有在额定电压下;乙方案4V会烧坏灯;不可取,综合分析可知,应选用丙方案;
(4)小刚在做该实验时,用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器,小刚的做法存在以下不足:实验操作不方便,不易比较灯泡亮度变化情况;