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【题目】探究小灯泡的亮度与电功率的关系的实验中,实验小组选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的实验器材,连接的实物电路如图甲所示。

1)如图甲所示是小明同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变暗。

________

2)电路连接正确后,闭合开关,小明发现电压表有明显示数,电流表指针几乎不动,小灯泡不发光,产生这一现象的原因可能是_____________

3)排除故障后,继续实验,调节滑片并把多次测量的电流和电压绘制成I—U图像,如图乙所示,根据图像可知,小灯泡正常发光时的电流为_____________A,额定功率为_____________W

4)请你为实验需要测量和计算的物理量及记录的现象,在方框内画出一个记录实验数据的表格。

_______

5)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小虎选用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置,设计了图丙所示的电路,实验方案如下:旋转学生电源旋钮,使电源电压为7V;调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U;保持滑片P的位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测量R0两端的电压U0

①小虎的设计方案操作中存在的问题是__________________________

②纠正操作错误之后,测出R0两端的电压为U0,则小灯泡的额定功率可表示为:P______。(用R0和所测物理量的符号表示)

③所选用定值电阻R0的阻值不得超过_____________Ω

【答案】 小灯泡断路 0.5 1.25

实验次数

灯泡两端的电压U/V

通过灯泡的电流I/A

灯泡的电功率P/W

灯泡的亮度

1

2

3

测量R0电压时,电压表的正负接线柱接反了 6

【解析】

第一空.因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变暗,即电流变小,电阻变大,所以,滑片以左电阻丝连入电路中,又因为灯的额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程与灯并联,故电路如下所示:

第二空.电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路;电压表有明显示数,说明电压表与电源连通,即与电压表并联的支路以外的电路是完好的;故产生这一现象的原因是小灯泡断路。

第三空.由图乙的I-U图象知道,小灯泡正常发光时,电压是2.5V,电流为0.5A

第四空.由P=UI知道,灯的额定功率是:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W

第五空.根据实验目的和记录知道,表格内容包含灯泡的电压、通过的电流、电功率及灯的亮度(要分别记录灯在高于、等于、低于额定电压下发光情况),实验数据的表格如下所示:

实验次数

灯泡两端的电压U/V

通过灯泡的电流I/A

灯泡的电功率P/W

灯泡的亮度

1

2

3

第六空.①.电压表测灯的电压,则电压表a接线柱为负接柱,只将电压表的a点接线改接到c点时,则电流从电压表负接线柱流入了;

②.灯正常发光时,测定值电阻的电压为U,在滑片位置不动的情况下,测出R0两端的电压为U0,由欧姆定律,此时通过R0 的电流是:

根据串联电路电流的规律,通过灯的额定电流S


故灯的额定功率是:

③.在实验操作中,由于电压表选用0-3V的量程,既要测灯的额定电压,又要测R0 的电压,故定值电阻R0 的最大电压不能超过3V,又因为灯正常工作时的电流IL=0.5A,由欧姆定律知道, R0 的最大阻值不能超过:

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光强E/cd

1

2

3

4

5

6

光敏电阻Rg

24

12

8

6

4.8

4

1)在图乙的坐标纸上绘制出光敏电阻Rg随光强E变化关系的图象。

2)当光强为4cd时,闭合开关,电流表的示数为0.3A时,则电压表的示数为多大?

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时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

温度/

90

92

94

96

98

98

98

98

98

2)以上表格中的内容是小明记录的实验数据,则水的沸点是________℃。

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