13.下面是小明和小華等同學(xué)進(jìn)行的電學(xué)實(shí)驗(yàn):
(1)小明為了探究通過導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系,設(shè)計了如圖1所示的電路.
①請用筆畫代替導(dǎo)線完成圖1電路的連接;
②小明看到了鄰組同學(xué)在閉合開關(guān)后,電流表的指針偏向“0”刻度線的左側(cè),原因是電流表正負(fù)接線柱接反了;
③如果小明連接電路時接入的電阻為5Ω,控制電阻兩端的電壓為2V,那么將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向左端調(diào)節(jié),使電壓表示數(shù)為2V;把10Ω的電阻換成20Ω的電阻,無論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無法使電壓表示數(shù)調(diào)到控制值,說明她選擇的滑動變阻器最大阻值太。
④更換器材后,重新實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)記錄在表格中,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出:當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
電壓U/V | 2 |
電阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
電流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(2)小明將電阻換成標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡,測量其不同電壓下的電功率.
①正確連接電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表指針幾乎不動,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是小燈泡斷路;
②排除故障,繼續(xù)實(shí)驗(yàn).如圖2甲所示是某次實(shí)驗(yàn)電流表的示數(shù)為0.1A.最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出I-U圖象(如圖2乙).根據(jù)圖象求出小燈泡正常發(fā)光時的功率為0.625W;
③通過分析I-U圖象,發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸變大,其原因是燈絲電阻隨溫度升高而增大.
(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又重新設(shè)計了電路(如圖2丙),測量另一個小燈泡的額定功率,
這個小燈泡正常工作的電流為I
1.請完成實(shí)驗(yàn)步驟(已知電源電壓為U).
①只閉合開關(guān)S
1,移動滑動變阻器R
2的滑片,使電流表示數(shù)為I
1;
②只閉合開關(guān)S
2,保持滑動變阻器R
2的滑片位置不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器R
1的滑片使電流表示數(shù)為I
1;再將滑動變阻器R
2的滑片調(diào)到最左端,讀出電流表的示數(shù)為I
2;此時R
1接入電路的電阻為$\frac{U}{{I}_{2}}$(用物理量的符號表示).
③則小燈泡的額定功率表達(dá)式為P
額=$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$.(用物理量的符號表示)