实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡,小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验,他设计了如图甲所示的电路图.实验中各元件完好,电源电压保持不变. (1)请你用笔画线代替导线,将图乙所示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,连接导线不能交叉).(2)小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据,填入他自己设计的表格. 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 平均电功率P′/W 1 2 0.34
2019-06-24
实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡,小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验,他设计了如图甲所示的电路图.实验中各元件完好,电源电压保持不变.
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙所示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,连接导线不能交叉).
(2)小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据,填入他自己设计的表格.
次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 平均电功率P′/W |
1 | 2 | 0.34 | | |
2 | 2.5 | 0.4 | |
3 | 3 | 0.44 | |
Ⅰ请指出这个表格设计不合理的地方___.
Ⅱ小明操作规范读数正确,根据表中数据,当小灯泡两端电压为2.5V时,求得小灯泡的电功率为___W,故小明认为该小灯泡不合格,他判断的理由是___.
Ⅲ假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度___(选填“大于”或“小于”)合格产品小灯泡钨丝的长度.
(3)小明还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成电阻,当电阻阻值是2Ω时,电流表示数为1A;要使电流表示数是0.5A,应将2Ω的电阻更换为___Ω的电阻;多次测量后作出的I-R图象是图中的___.
优质解答
(1)滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,说明变阻器连入电路中的电阻,故应将变阻器滑片以左电阻连入电路增大,如图所示;
(2)小灯泡的电压不同,对应的电功率不同,电功率不是一定值,取平均值没有意义,所以,这个表格设计不合理的地方是表中设计了平均电功率;
Ⅱ由表中数据知,当电压为2.5V时,对应的电流为0.4A,
灯的功率P=UI=2.5V×0.4A=1W>0.8W,额定电压下小灯泡消耗的功率大,小明认为该小灯泡不合格,他判断的理由是额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W;
根据据P=,在额定电压不变的情况 下,电功率变大,是因为灯丝的电阻变小导致的,又根据影响电阻大小的因素,在钨丝的粗细是一定的情况下,灯丝的电阻变小是因为钨丝的长度变小所致,故这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 小于合格产品小灯泡钨丝的长度;
(3)当电阻阻值是2Ω时,电流表示数为1A,根据欧姆定律,易知此时电阻的电压为2V,因探究电流与电阻的关系时,应保持电阻的电压不变,所以,要使电流表示数是0.5A,应将2Ω的电阻更换为阻值R′===4Ω的电阻;
因灯丝的电阻随温度(电流)的变化而变化,不是一个定值,即电压与对应的电流不成正比,所以电阻随电流的变化应为一曲线,在上面的四个选项,只有D正确,
故答案为:(1)如上图所示;
(2)表中设计了平均电功率;
Ⅱ额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W;
Ⅲ小于;
(3)4;D;
(1)滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,说明变阻器连入电路中的电阻,故应将变阻器滑片以左电阻连入电路增大,如图所示;
(2)小灯泡的电压不同,对应的电功率不同,电功率不是一定值,取平均值没有意义,所以,这个表格设计不合理的地方是表中设计了平均电功率;
Ⅱ由表中数据知,当电压为2.5V时,对应的电流为0.4A,
灯的功率P=UI=2.5V×0.4A=1W>0.8W,额定电压下小灯泡消耗的功率大,小明认为该小灯泡不合格,他判断的理由是额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W;
根据据P=,在额定电压不变的情况 下,电功率变大,是因为灯丝的电阻变小导致的,又根据影响电阻大小的因素,在钨丝的粗细是一定的情况下,灯丝的电阻变小是因为钨丝的长度变小所致,故这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 小于合格产品小灯泡钨丝的长度;
(3)当电阻阻值是2Ω时,电流表示数为1A,根据欧姆定律,易知此时电阻的电压为2V,因探究电流与电阻的关系时,应保持电阻的电压不变,所以,要使电流表示数是0.5A,应将2Ω的电阻更换为阻值R′===4Ω的电阻;
因灯丝的电阻随温度(电流)的变化而变化,不是一个定值,即电压与对应的电流不成正比,所以电阻随电流的变化应为一曲线,在上面的四个选项,只有D正确,
故答案为:(1)如上图所示;
(2)表中设计了平均电功率;
Ⅱ额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W;
Ⅲ小于;
(3)4;D;