在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:电源(电压恒为4.5V)、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表...
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在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:电源(电压恒为4.5V)、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”、开关各一个,定值电阻三个(10Ω、20Ω、30Ω)、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图*中电路连接完整。要求:滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮。 __
(2)电路连接好后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片进行多次实验,并将其中三次数据记录在表格中,根据数据求出小灯泡的额定功率为_______W。
(3)上述实验结束后,小华同学想进一步“探究电流与电阻的关系”,他将小灯泡取下后,按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻(10Ω、20Ω、30Ω)先后接入电路,为保*每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V,应在电路中再串联一个阻值范围为_______Ω至_______Ω的电阻Rˊ。
【回答】
0.6 4 8
【解析】
(1)连接电路时,要求滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮,即电流变大电阻变小,则滑动变阻器左下接线柱与灯泡连接,连图如下:
(2)当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,小灯泡的电功率为额定功率,由表可知,此时通过灯泡的电流I=0.24A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
(3)为保*每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为:UR=4.5V﹣2.5V=2V,则变阻器分得的电压为定值电阻电压的倍:
当接入30Ω的电阻时,根据串联分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑1=0.8×30Ω=24Ω,而变阻器的最大电阻为20Ω,将滑动变阻器与R′视为一个整体,故R′的最小值
R′小=R滑1﹣R滑=24Ω﹣20Ω=4Ω;
当接入10Ω的定值电阻时,同理,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑2=0.8×10Ω=8Ω,将变阻器与R′视为一个整体,当变阻器连入电路中的电阻为0时,R′=8Ω即可;
故为保*每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V,应在电路中再串联一个阻值范围为4Ω至8Ω的电阻R’。
【点睛】
本题考查了电路的连接,灯泡额定功率的测量,最后小题探究“电流与电阻的关系”是难点,综合运用了串联电路电压规律和分压原理,将滑动变阻器与R′视为一个整体,相当于增加了滑动变阻器的最大值。
知识点:电流与电压和电阻的关系
题型:实验,探究题
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