题目内容

15.小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,所用电源电压恒为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
物理量
次数
电压
I/V
电流
I/A
实际电功率
P/W
小灯泡
亮度
10.50.120.06不亮
21.50.200.30稍亮
32.50.30正常
42.80.320.90更亮
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端(选填“左”或“右”).
(3)小华进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中,在第1次实验中小灯泡不亮,能否判断为电路出现断路不能,依据是电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮的原因是:变阻器接入阻值太大,灯的实际功率太小.
(4)分析表格中信息,可知小灯泡的额定功率为0.75W,实验得出的结论是:小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮.

分析 (1)本实验中,电流表、灯泡、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,电流表测量电路中电流,根据灯泡规格选择电表量程;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大值处;
(3)由表中数据知,第1次实验电表都有示数,由此分析是否会断路;灯的亮度取决于实际电功率,由此分析;
(4)由表中第3次实验数据,由P=UI计算其额定功率,分析表格中灯泡的实际功率与亮度关系得出结论.

解答 解:
(1)探究小灯泡的亮度与哪些因素有关的实验中,电流表、灯泡、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,灯泡额定电压2.5V,所以电压表使用0-3V量程,由表中数据可知电流表使用0-0.6A量程,如图所示:

(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大值右端;
(3)由表中数据知,第1次实验中,灯泡两端电压0.5V,通过灯泡电流0.12A,电表都有示数说明电路没有断路发生;
小灯泡不亮的原因是:滑动变阻器接入阻值太大,通过的电流太小,小灯泡的实际功率太小;
(4)灯泡电压等于额定电压时正常发光,由表格第3次实验知,灯泡两端电压2.5V,通过灯泡电流0.30A,
所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.30A=0.75W;
(5)根据实验数据,实际功率与亮度对应关系可知:小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮.
故答案为:(1)见上图;(2)右;(3)不能;电流表有示数,说明电路是通路;变阻器接入阻值太大,灯的实际功率太小;(4)0.75W;小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮.

点评 此实验中考查了实物连接、注意事项、电路故障的判断和数据分析能力、功率的计算等,是一道综合性实验题,要知道灯泡亮度是由其实际功率所决定的.

练习册系列答案
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4.同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗?小明在进行电学实验时发现了有趣的现象.实验时,小明将两个型号为“12V 25W”的灯泡L1和L2接到12V电源上,组成如图甲所示的电路并进行如下操作:
①首先,他闭合开关S2,发现两个灯泡一起亮,亮度相同;
②接着,他再闭合开关S1,发现灯泡L1因短路而熄灭,灯泡L2变得更亮;
③等到L1熄灭一段时间后,他又断开S1,发现L2的亮度逐渐减弱,而L1逐渐亮起来,过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度.
为什么步骤③中会出现这种有趣的
现象呢?小明猜想可能是
A.灯泡两端电压变化后,造成灯丝电阻变化所致
B.灯泡的实际功率变化后,造成灯丝温度变化所致
为了检验自己的猜想是否正确,小明取其中一个灯泡,重新设计电路,将开关闭合后,调节滑动变阻器,测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流,实验数据如下表所示.
次数123456789
U/V012468101112
I/A00.710.941.271.551.801.952.032.08
(1)小明很快排除了猜想A,因为导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关.
(2)分析表中数据,计算出第五次和第八次灯丝的电阻分别是3.87Ω、5.42Ω,
(3)在操作③这个步骤中,为何开关S1刚断开时,L1较暗而L2较亮?请作出合理的解释.
(4)在操作③这个步骤中,当两个灯泡亮度相同后,电路消耗的总功率是多少?
(5)乙、丙两个电路均可用来测量灯泡的电流和电压值,小明为了证实自己的猜想,实验时采用的应是乙、丙中乙电路.

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