小明利用如图所示的电路进行实验.已知电源电压保持不变,L1、L2为电阻恒定的灯泡,滑动变阻器标有“45ΩlA”字样,实验中各电表均正常.
(1)小明将单刀双掷开关掷向1时,通过调节滑动变阻器的滑片P,得到各电表的示数如表一所示:则L1的阻值为________Ω.由表一中的数据可归纳出两条结论:①________,②________.当滑片P滑至a点时,灯泡L1恰好正常发光,则灯泡L1的额定功率为________W.要使灯泡L1的实际功率最小,滑片P应滑至________点,其最小功率为________W.
(2)小明将单刀双掷开关掷向2,小心移动滑片P,得到各电表的示数如表二所示,由表二可知,此电路中出现的故障是________.
表一
实验序号 | A1 | A2 | V1 | V2 | V |
1 | 0.5A | 0.5A | 7.5V | 4.5V | 12V |
2 | 0.6A | 0.6A | 9V | 3V | 12V |
实验序号 | A1 | A2 | V1 | V2 | V |
1 | 0.4A | 0.4A | 0 | 12V | 12V |
2 | 0.6A | 0.6A | 0 | 12V | 12V |
解:(1)当通过L1的电流为0.5A时,两端的电压为7.5V,则L1的阻值:R1===15Ω;
①表格一中的电流示数都相等,所以串联电路中各处电流相等;
②电压表V1和电压表V2的示数之和等于电压表V的示数,所以串联电路的总电压等于各部分电压之和;
当滑片P滑至a点时,滑动变阻器被短路,L1两端电压为电源电压,则L1的额定功率为 P===9.6W;
使灯泡L1的实际功率最小,电路中的电流需最小,因此滑片应移至b端,则最小功率为 P′=I2R1=×15Ω=0.6W.
(2)电压表V1的示数为0,所以只有小灯泡L2短路才可能出现这种情况;
故答案为:(1)15,串联电路中各处电流相等,串联电路的总电压等于各部分电压之和,9.6,b,0.6.
(2)小灯泡L2短路.
(1)单刀双掷开关掷向1时,灯泡L1与滑动变阻器串联,V1测量L1两端电压,电流表都测量串联电路中的电流;根据表一中的数据读出一组通过L1的电流值和L1两端的电压值,直接根据R=即可求出L1的阻值;由表格一可知,电流表的示数都一样,电压表V1和电压表V2的示数之和等于电压表V的示数,即可归纳出实验结论;当滑片P滑至a点时,滑动变阻器被短路,根据P=求出灯泡的额定功率;要使灯泡L1的实际功率最小,由P=I2R可得电路中的电流最小,即滑动变阻器移至阻值最大处;
(2)单刀双掷开关掷向2时,灯泡L2与滑动变阻器串联,V1测量L2两端电压,由表格二可知,电压表V1的示数为0,所以肯定是小灯泡L2短路.
点评:本题考查串联电路的电流规律、串联电路的电压规律及数据的分析能力,是中招常见的实验探究题类型.