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【題目】測定小燈泡的電功率實驗中,電源電壓為6V,小燈泡L的額定電壓為2.5V,電阻大約為20Ω.可供選用的滑動變阻器R1R2的最大值分別為20Ω, 40Ω,實驗電路如圖甲所示

(1)請用筆畫線代替導線將電路連接完整___________,要求向左移動滑片時電壓表示數變小;經過判斷可知本實驗應該選用的滑動變阻器是________(選填“R1”或“R2“)

(2)如圖乙所示是根據實驗數據繪成的U-I圖象。根據圖象提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是_______W;某同學誤將電壓表并聯在滑動變阻器兩端,如圖丙所示,他從滑片置于最右端時開始記錄第1組數據,逐漸調節滑片測得多組數據并描繪出U-I圖象如圖所示,實際上小燈泡兩端的電壓太高會縮短燈泡的壽命,為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V,則清動變阻器接入電路的最小阻值為_____________Ω(保留一位小數)

完成實驗后,小強利用電流表和阻值為R0的定值電阻,測量小燈泡L正常發光時的電功率P1,他選擇了滿足實驗要求的實驗器材,并連接了部分實驗電路.如圖丁所示:

為了測量出燈泡L的電功率,請只添加兩條導線完成圖丁所示的實驗電路的連接________

②請把小明的實驗步驟補充完整:

(1)斷開開關S1、閉合開關S、S2,,移動滑動變阻器的滑片P,使_____________

(2)斷開開關S2、閉合開關S、S1,記錄___________

(3)請用R0及實驗數據表示出P1. P1=__________

【答案】 R2 0.5 13.9 使電流表示數為 電流表示數為I 2.5V×(I)

【解析】 (1)測定小燈泡的電功率實驗中,應將電流表、燈泡和變阻器串聯,滑片左移電壓表示數變小,說明電路中電流變小,電阻變大,所以應將B接線接入電路中;燈泡正常發光電流約為:I==0.125A,所以電流表應使用00.6A量程。實物連接如圖所示:

;

由串聯電路特點和歐姆定律可得燈泡發光時變阻器連入電路的阻值:R==28Ω,所以應選擇滑動變阻器R2;(2)燈泡電壓等于其額定電壓時正常發光,由圖象知燈泡電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.2A,所以燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V,根據串聯電路的總電壓等于串聯的各分電壓之和可得:滑動變阻器分得最小電壓U滑最小=UUL最大=6V3.5V=2.5V,由圖2可知:U=2.5V,I最大=0.18A,根據歐姆定律得變阻器的最小阻值為:R滑最小13.9Ω;(3)為了測量出燈泡L的電功率,圖丁所示的實驗電路的連接如下:

實驗步驟:(1)閉合開關S1,S 2與觸點1接觸,調節滑動變阻器,使電流表A的示數為:I=;(2)保持滑動變阻器滑片位置不變,閉合開關S1,S 2與觸點2接觸,讀出電流表示數為I;(3)在步驟(1),燈與R0并聯,電流表測R0的電流,移動滑片應使通過R0的電壓:U0=I0R0=2.5V,此時燈泡正常發光,電流示數為: ;在步驟(2),滑片位置不變,燈仍正常發光,電流表測燈與R0的總電流,所以通過燈泡的電流為:I;所以燈泡的額定功率表達式P1=UI=2.5V×(I).

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