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在复习电学知识时,小明在实验室又做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验.实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为
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在复习电学知识时,小明在实验室又做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验.实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”.
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路.闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___W.
(2)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象.由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻___,如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率___0.38W.
(3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究.如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在___范围内选择.
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路.闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___W.
(2)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象.由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻___,如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率___0.38W.
(3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究.如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在___范围内选择.
▼优质解答
答案和解析
(1)当电压为额定电压3.8V时,图乙中电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.4A,灯的额定功率
P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W;
(2)在图丙中,分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小,如下图所示:
由图可看出,电压的增加的量Ub-Ua 大于对应的电流增加的值量Ib-Ia,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律,Ra=
<Rb=
,所以,当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也变大;因在实际电压1.9V下的电阻小于灯在额定电压3.8V下的电阻,R实<R额,
灯的实际功率P实=
=
>
=
=
=
=0.38W,即小灯泡的实际功率大于0.38W;
(3)探究电流与电阻的关系”实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验:
因电流表的量程为0-0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最大电压U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V;
因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,若接入最大的电阻R大=20Ω,此时电路中的最小电流I小=
=
=0.12A,定值电阻的最小电压U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V.
故答案为:(1)1.52;
(2)变大; 大于;
(3)2.4V~3V.
P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W;
(2)在图丙中,分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小,如下图所示:
由图可看出,电压的增加的量Ub-Ua 大于对应的电流增加的值量Ib-Ia,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律,Ra=
Ua |
Ia |
Ub |
Ib |
灯的实际功率P实=
U实2 |
R实 |
(
| ||
R实 |
(
| ||
R额 |
1 |
4 |
U额2 |
R额 |
P额 |
4 |
1.52W |
4 |
(3)探究电流与电阻的关系”实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验:
因电流表的量程为0-0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最大电压U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V;
因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,若接入最大的电阻R大=20Ω,此时电路中的最小电流I小=
U |
R定大+R滑大 |
6V |
20Ω+30Ω |
故答案为:(1)1.52;
(2)变大; 大于;
(3)2.4V~3V.
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