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12.在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中.

(1)某一小组正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,观察到电流表示数为0.4A,电压表示数如图甲所示,则定值电阻阻值为5Ω.
(2)测出电阻后,将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为3V的小灯泡,测量小灯泡的电功率.图乙是重新连接的不完整的电路,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:滑片P向左移动时,小灯泡变亮)
(3)正确连接好图乙电路后,闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为3V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是0.9W.
(4)该实验小组 同学,按正确方法完成实验后,分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U-I图象如图丁所示,则表示“小灯泡”U-I图象的是b(选填“a”或“b”),你这样判断的依据是灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大,它的U-I图象是一条曲线,而定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线.
(5)若将上述实验中的电阻和小灯泡串联接入电路,使小灯泡正常发光,则电路中电源电压至少为4.5V.

分析 (1)由图甲确定电压表的量程与最小分度值,读出电压表示数,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
(2)把滑动变阻器串联接入电路,滑动变阻器接左下接线柱时,滑片P向左移动,电路电阻变小,小灯泡变亮;
(3)当电压表示数等于灯泡额定电压时灯泡正常发光;由图丙确定电流表量程与最小分度值,读出电流表示数,然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率;
(4)电阻电阻的阻值不变,它的U-I图象是一条倾斜的直线(正比例函数图象),灯泡的电阻随灯泡电压的增大而变大,它的U-I图象是一条曲线,据此根据图丁分析答题
(5)根据U=IR计算电源电压.

解答 解:(1)由图甲可知,电压表量程是0~3V,电压表示数是2V,
定值电阻的阻值:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω;
(2)滑片P向左移动时,小灯泡变亮,说明电流变大,滑动变阻器接入电路的阻值变小,所以,应把滑动变阻器串联接入电路,滑动变阻器接左下接线柱,实物图如图所示;

(3)当电压表示数等于灯泡额定电压3V时,灯泡正常发光;
由图丙可知,电流表量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.3A,
灯泡的额定功率:P=UI=3V×0.3A=0.9W;
(4)由图丁可知,b是小灯泡的U-I图象,因为:灯泡电阻随灯泡电压的增大而增大,它的U-I图象是一条曲线,而定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线;
(5)由3小题可知,当小灯泡正常发光时,灯泡两端电压为3V,电路中的电流为0.3A,
则电路中电源电压至少为:U=IR+UL=0.3A×5Ω+3V=4.5V.
故答案为:(1)5;(2)如上图所示;(3)0.9;(4)b;灯泡电阻随灯泡电压的增大而增大,它的U-I图象是一条曲线,而定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线;(5)4.5.

点评 本题考查了电压表与电流表的读数,连接电路图,求电阻阻值,求灯泡额定功率,辨别灯泡的U-I图象,考查的问题较多,这些问题是电学实验的常考内容,一定要掌握;对电表读数时,应先确定电表的量程与最小分度值,然后读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.

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