题目内容
甲、乙两同学分别做“测定小灯泡功率”的实验,除灯泡外他们所使用的器材规格均相同,灯泡额定电压可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”.
(1)图甲为电路图,图乙已经接了部分电路.请你用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)甲同学正确连接好电路,闭合开关时记录了第1组数据,当小灯泡正常发光时记录了第2组数据,当把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭,并记录了第3组数据,三组数据如表所示.甲同学所用小灯泡的额定功率为 W.他在实验过程中滑片的移动方向是 (“从A到B”或“从B到A”).
物理量 实验序号 电压表 示数 电流表 示数 小灯亮暗
1 | 1.3V | 0.16A | 暗 |
2 | 2.5V | 0.25A | 正常发光 |
3 | 4.5V | 0A | 不发光 |
(3)当乙同学所选用的小灯泡正常发光时,电压表的示数如图丙所示,而滑片恰好在滑动变阻器的中点上,此时滑动变阻器连入电路的电阻值为 Ω,乙同学所选用灯泡正常发光时灯泡的功率是 W.
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解:(1)电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,滑动变阻器接左下端接线柱,任意选择上面一个接线柱串联在电路中,如下图:
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(2)连接好电路,灯泡正常工作时,电压为2.5V,电流为0.25A,所以,灯泡额定功率为:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
他在实验过程中电路电流增大,因此变阻器的阻值在减小,即滑片从B到A移动.
(3)甲同学的第3组数据,当把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭,即灯泡两端电压超过灯泡的额定电压时,灯泡被烧坏.电压表串联在电路中,测电源电压,电源电压为4.5V.
甲同学的第一次实验中滑片处于最大阻值处,闭合开关得到第一组数据,滑动变阻器电压为:U1=U总﹣UL=4.5V﹣1.3V=3.2V,
滑动变阻器最大阻值为:R=
=
=20Ω
乙同学实验时,灯泡与滑动变阻器串联,使用的滑动变阻器相同,滑片恰好在滑动变阻器的中点上;
∴滑动变阻器接入电路的电阻:R′=R=×20Ω=10Ω
电压表选择0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,则电压为2.2V,
根据串联电路的总电压等于各部分电压之和可得:
变阻器两端的电压U′=U﹣UL=4.5V﹣2.2V=2.3V,
根据串联电路电流处处相等,所以灯泡电流为:IL=I′=
=
=0.23A,
∴乙同学灯泡额定功率为:PL=ULIL=2.2V×0.23A=0.506W.
故答案为:(1)如上图;(2)0.625;从B到A;(3)10;0.506.