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9.小刚所在的物理兴趣小组利用如图甲所示进行如下的实验研究:测定额定电压为“3.8V”小灯泡的额定功率及定值电阻R的阻值.
①闭合S1、S2、断开S3,调节滑动变阻器,得到表中三组数据,根据表中数据,则R=7.5Ω
②若在进行实验时发现电压表突然损坏,改组同学手边有多余②电流表但无电压表,为了测定小灯泡的额定功率,小刚灵机一动,设计了如图乙所示电路图,并进行如下操作:
A.调节滑片至阻值最大处,并同时闭合S1、S2、S3
B.调节滑动变阻器的滑片,直至电流表A1的示数为0.48A(此空结果保留两位小数),记下电流表A示数如图丙所示,此时小灯泡的额定功率为1.872W.
 1 2 3
 电压U/V 2.2 2.4 3
 电流I/A 0.20 0.250.3

分析 ①由电路图可知,电压表测R两端的电压,电流表测串联电路的电流,分别根据其两端的电压和对应的电流利用欧姆定律求出电阻,再利用多次测量求出平均值算出电阻R的阻值.
②图丙中,三个开关都闭合时,灯泡和电阻R并联,因此两端电压相等;知道灯泡的额定电压和定值电阻的阻值,由此求出通过定值电阻的电流;
电流表A测量的是干路电流,等于支路电流之和,从而确定了电流表A选择的量程和读数,也能求出通过灯泡的电流,最后根据P=UI计算出灯泡的额定功率.

解答 解:①由表格数据可知,电阻R的阻值分别为:
R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.20A}$=7.5Ω;R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.4V}{0.32A}$=7.5Ω;R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.40A}$=7.5Ω
所以电阻的阻值为:R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{7.5Ω+7.5Ω+7.5Ω}{3}$=7.5Ω.
②丙图中,当同时闭合S1、S2、S3时,灯泡L和定值电阻R并联,两端电压相等;
当灯泡两端电压达到额定电压3.6V时,定值电阻两端电压也等于3.6V;
此时通过定值电阻的电流,也就是电流表A1的示数为:I1=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.6V}{7.5Ω}$=0.8A;
电流表A测量的是干路电流,因此它的电流值要大于A1的示数,所以它选择的是0~3A量程,丁图中电流表的读数为1A;
因此通过小灯泡L的电流I′=1A-0.48A=0.52A;
所以小灯泡的额定功率P=UI′=3.6V×0.52A=1.872W.
故答案为:①7.5;②0.48;1.872.

点评 本题综合了伏安法测电阻和测功率,考查电阻、电流以及电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对电路结构的分析.

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(2)请你根据图2电路图用笔画线代替导线,将图3中未完成的电路连接好.要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,导线不能交叉.
(3)检查仪器和电路无误后,闭合开关,调节调动变阻器片到某一位置时,电压表示数如图4所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将滑片适当地向左(选填“左”或“右”)移动,同时眼睛应观察电压表示数.

(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据画出了如图5所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象.由此可知,小灯泡的额定功率为0.625W.

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①将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数I1,断开开关S;
②用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,闭合开关S,移动变阻器的滑片,使电压表示数为3V(填实验操作步骤),记下电流表的示数I2,断开开关S;
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