题目内容
【题目】学校实验室购买了一批质量合格标有“3.8V”的小灯泡,小明同学连接了如图甲所示的电路,实验中各元件都完好,电源电压4.5V保持不变;
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(1)小明同学连接的电路还有一根导线没有连接,请你用笔划线将电路连接好,要求:当滑动变阻器的滑片向右移动,电压表示数变小;
(________)
(2)小明正确连接完最后一根导线后,闭合开关,发现灯泡闪了一下不亮了,经检查灯泡烧坏了。小明对老师说:小灯泡两端电压还没有达到3.8V怎么就烧坏了呢?请你解释出现这种现象的可能原因:_____;
(3)小明更换同规格的灯泡后,移动滑动变阻器的滑片,控制小灯泡两端电压达到不同值,将相关数据和发光情况记录在表格中。当电压表的示数达到小灯泡的额定电压时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_____W;
(4)完成上述实验后,小明又将电路中的小灯泡换成发光二极管,其它元件均不更换,同样将发光二极管在不同电压下发光情况和相关数据记录在表格中。小明根据表中数据分别作出小灯泡和二极管的I-U图像如图所示;
电压/V | 2.6 | 2.9 | 3.2 | 3.5 | 3.8 |
小灯泡电流/A | 0.23 | 0.24 | 0.25 | 0.27 | |
亮度 | 微弱 | 弱 | 暗 | 较亮 | 亮 |
电压/V | 2.6 | 2.9 | 3.2 | 3.5 | 3.8 |
二极管电流/A | 0.01 | 0.03 | 0.05 | 0.06 | 0.09 |
亮度 | 弱 | 暗 | 较亮 | 亮 | 很亮 |
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对比二者数据和图像,从电阻的角度看:小灯泡电阻随亮度增大而增大,发光二极管的电阻随亮度增大而_____;从功率的角度看:在相同电压下,发光二极管的功率小却比小灯泡更亮一些;发光二极管更亮一些的原因是_____。
【答案】
开灯瞬间灯丝温度低电阻小 1.064 减小 发光二极管电能转化为光能的效率高(发光二极管发光效率高)
【解析】
(1)[1]当滑动变阻器的滑片向右移动,电压表示数变小,由欧姆定律
,电路的电流变小,故电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联,如下所示:
。
(2)[2]灯的电阻随温度的升高(降低)而变大(小),开灯瞬间灯丝温度低电阻小,由欧姆定律,通过灯的电流较大,故小明正确连接完最后一根导线后,闭合开关,将灯烧坏,发现灯泡闪了一下不亮了。
(3)[3]当电压表的示数达到小灯泡的额定电压时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,所以
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则小灯泡的额定功率是1.064W。
(4)[4]根据表中数据,二极管在电压为2.6V时,电流为0.01A,根据欧姆定律,发光二极管的电阻为
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同理,在电压分别为2.9V、3.2V、3.5V、3.8V时的电阻分别为:96.7Ω、64.0Ω、58.3Ω、42.2Ω,因二极管也越来越亮,故发光二极管的电阻随亮度增大而减小。
[5]因
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所以
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在相同电压下,通过发光二极管的电流较小,根据
,发光二极管的功率较小,但因发光二极管电能转化为光能的效率η高(发光二极管发光效率高),故导致
;因亮度由实际功率决定,即发光二极管却比小灯泡更亮一些。
【题目】用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验.
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(1)按规范要求,调节铁圈2的高度时,_______ (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯.
(2)当水温升到92℃时,每隔0.5min记录一次温度计的示数,部分数据记录如下表分析数据可知:水的沸点是_______℃.
时间/min | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | … |
水的温度/°c | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 98 | 98 | 98 | … |
(3)在其他条件不变的情况下,仅将水的质量减少,重复(2)的实验步骤,在图乙中大致画出“温度一时间”的关系图像.
(______)