【題目】圖甲為測定小燈泡電功率的實驗電路,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω

1)小明連接好電路后,閉合開關(guān),移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,且電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),則故障原因可能是________

2)排除故障閉合開關(guān),移動滑片P到某位置,電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為________V,則此時燈泡消耗的實際功率________額定功率(選填大于、小于等于”)

3)小明繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成IU圖像(圖丙),根據(jù)圖像,可計算出小燈泡的額定功率是________W

4)進一步分析圖像可知,隨著燈泡兩端電壓的增大,燈絲電阻逐漸增大,造成這一現(xiàn)象的原因可能是________

5)小敏將原電路中的小燈泡先后換接阻值分別為、10Ω20Ω的定值電阻,探究電流與電阻關(guān)系

先將的電阻接入電路,移動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2V,此時,電流表的示數(shù)為________A.然后換接10Ω的電阻,為了保持電壓表示數(shù)不變,此時滑動變阻器的滑片應(yīng)向________(左/右)移動.

實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時,保持電壓表示數(shù)不變,則滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于______Ω

【答案】 燈泡斷路 2.2 小于 0.5 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 0.4, 右 25

【解析】(1)連好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),但電壓表有示數(shù),說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路,所以出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路;

(2)由圖乙可知,電壓表量程為0-3V,分度值為0.1V,電壓表示數(shù)為2.2V,此時

燈泡的電壓小于額定電壓,故實際功率小于額定功率;

(3)由丙可知,燈泡正常發(fā)光時(電壓為2.5V),通過燈泡的電流為0.2A,所以燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;

(4)當(dāng)燈泡中有電流通過時要發(fā)熱,且電壓越大,電流越大,燈泡的實際功率越

大,溫度越高,燈絲的電阻就越大;

(5)5Ω的電阻接入電路,電壓表示數(shù)為2V,此時電流表的示數(shù)為:I=U/R=2V/5Ω=0.4A;將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時,串聯(lián)電路的總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小,滑動變阻器分得的電壓變小,電阻分得的電壓變大;探究電流和電阻之間關(guān)系,必須保持電阻兩端的電壓不變,即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變,所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動,增大滑動變阻器接入電路的電阻,使電壓表的示數(shù)仍為2V;

電源電壓為4.5V,定值電阻兩端電壓為2V,則滑動變阻器分壓為4.5V-2V=2.5V,

當(dāng)接入20Ω電阻時,由串聯(lián)電路特點知:IR =I ,由歐姆定律有:UR/R=U/R,即:2V/20Ω=2.5V/R,解得:R =25Ω,即變阻器最大阻值應(yīng)不小于25Ω.

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