题目内容
【题目】如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的额定电压为6V,R1为某特殊电阻元件,通装过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S3,断开S2,滑片P置于b端时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.9A。求:
![]()
(1)灯泡L的额定功率;
(2)当闭合开关S2、S3,断开S1,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.4A,R2的最大阻值;
(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,电路消耗的总功率为1.2W,此时灯泡1min内消耗的电能。
【答案】(1)1.8W;(2)10Ω;(3)36J
【解析】
(1)当闭合开关S1、S3,断开S2,滑片P置于b端时,R1与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压
U=UL=6V
由图乙可知,通过R1的电流I1=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L的电流
IL=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A
则灯泡的额定功率
PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W
(2)当闭合开关S2、S3,断开S3,滑片P置于a端时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,R1两端的电压U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
由
可知,R2的最大阻值
![]()
(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,L、R1、R2串联,由P=UI可得,电路消耗的总功率为1.2W时电路中的电流
![]()
此时R2两端的电压
![]()
由图象可知,R1两端的电压
,则灯泡两端的电压
![]()
此时灯泡1min内消耗的电能
![]()
答:(1)灯泡L的额定功率为1.8W。
(2)R2的最大阻值为10Ω。
(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,电路消耗的总功率为1.2W,此时灯泡1min内消耗的电能为36J。
【题目】在“测量小灯泡电阻”的实验中,丽丽准备了如下器材:两节新干电池,额定电压为2.5V的小灯泡若干,两个滑动变阻器
“10Ω,1A”、
“20Ω,2A”,开关,导线若干。
![]()
(1)请你根据图甲,将图乙中的电路进行修改。(要求:只改动一根导线,滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮,且导线不交叉);
(____________)
(2)闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流指针几乎未偏转,电压表有示数,同故障原因可能是_____;
A.小灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据如表一所示,其中第6次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的电流为_____A;由表一中的数据可知,小张选用的滑动变阻器应是_____(选填“
”或“
”);
![]()
表一
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.16 | 0.20 | 0.22 | 0.25 | 0.28 | |
电阻R/Ω | 3.1 | 6.8 | 8.9 | 9.7 |
(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是_____(选填“合理”或“不合理”)的;
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的
、
、
的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是_____。
表二
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.30 | 0.20 | 0.12 |