题目内容

12.实验小组同学探究“电功率跟电压、电流的关系”.所选器材:电源、标有“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”的灯泡L1和L2、电流表、电压表、开关、导线若干.
(1)为了探究“电功率跟电压的关系”,设计如图甲所示电路.
①当开关闭合时,发现只有一只灯泡发光,且电压表示数为零.根据现象可以判断电路的故障是灯L1短路.
②将两灯连接成串联电路的目的是控制电流相等(使通过两灯的电流相等).
③实验中收集的信息如下表,由表中数据可知电源电压是6V,可以得到的结论是电流一定时,电压越大,灯泡越亮,电功率越大.
灯L1和L2串联发光情况电压/V
灯L1暗2.4
灯L2亮3.6
(2)小组同学利用原有器材设计如乙图所示电路,继续探究“电功率跟电流的关系”.如果按照图乙的电路图进行实验,存在的安全隐患是电源电压大于两灯各自的额定电压,易烧坏小灯泡;可以采取的措施是干路上串联一个滑动变阻器(或串联电阻);减小电源电压.

分析 (1)常见电路故障有短路与断路两种,根据电路现象分析电路故障原因;根据串联电路特点分析答题,串联电路电流处处相等,串联的各电路元件相互影响,不能独立工作;分析表中实验数据,然后得出结论.
根据串联电路的电压规律可求得电源电压,已知灯L1和L2串联,可知通过两灯的电流相同;灯L2比L1亮,可知灯L2的电功率比L1大;U1=2.4V,U2=3.6V,可知灯L2两端电压比L1大.由此可得:通过小灯泡的电流相同时,灯泡两端电压越大,电功率越大.
(2)加在用电器两端的电压不能超过用电器的额定电压,否则可能会损坏用电器.

解答 解:(1)①开关闭合时,有一只灯泡发光,说明电路不存在断路,只有一只灯泡发光,另一只灯泡不发光,另一只灯泡可能发生短路,电压表示数为零,说明电压表被短路,与电压表并联的灯泡发生短路,即:灯L1短路.
②将两灯连接成串联电路的目的是:控制电流相等(使通过两灯的电流相等).
③灯L1和L2串联,根据表中数据可知电源电压U=U1+U2=2.4V+3.6V=6V,
灯L1和L2串联,可知通过两灯的电流相同;灯L2比L1亮,可知灯L2的电功率比L1大;U1=2.4V,U2=3.6V,可知灯L2两端电压比L1大.由此可得:通过小灯泡的电流相同时,灯泡两端电压越大,电功率越大.
(2)因为两灯并联连接,灯两端电压相等,且等于电源电压6V,高于两灯各自的额定电压,易烧坏灯泡.
可以采取的措施是在干路上串联一个滑动变阻器(或串联电阻);或减小电源电压即可;
故答案为:(1)①灯L1短路;②控制电流相等(使通过两灯的电流相等); ③6;电流一定时,电压越大,灯泡越亮,电功率越大;
(2)电源电压大于两灯各自的额定电压,易烧坏小灯泡;干路上串联一个滑动变阻器(或串联电阻);减小电源电压.

点评 本题考查了电路故障分析、实验数据分析等问题,知道串联电路特点、分析实验现象与实验数据即可正确解题;要注意培养学生的实验数据分析能力.

练习册系列答案
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空烧杯的质量m1/g量筒中盐水的体积
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烧杯和盐水的总质量m2/g盐水的密度
ρ(g/cm3)
3040761.15
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