利用如图所示的实验器材,测定额定电压为6V的小灯泡电功率.已知滑动变阻器上标有“12Ω 1A”字样,电源电压保持不变.实验步骤如下:
(1)把电路连接完整.(要求滑片向右滑动时,电压表的示数变大.)
(2)A.按照电路图正确连好电路后,闭合开关S,此时电压表示数为4.2V,对应的电流表示数如图乙所示.
B.调节滑片,当P移至ab中点时,小灯泡恰好正常发光.
C.继续调节滑片,当P移至另一点时,灯泡偏亮,读出电压表、电流表值分别为6.5V、0.52A,记录在下表中.
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 亮度 | 功率/W |
1 | 4.2 | 偏暗 | ||
2 | 6.0 | 正常 | ||
3 | 6.5 | 0.52 | 偏亮 | 3.38 |
(3)请你填全上表空格中的数据,再分析表格中的信息.得到的结论是(写出两条即可):______;______.
解:(1)滑动变阻器接右下接线柱,电路图如右图所示;
故答案为:电路图如右图所示.
(2)①由电路图知,电流表量程是0.6A,由图乙知电流表最小分度值是0.02A,
电流表示数是0.4A,此时灯泡功率P1=U1I1=4.2×0.4A=1.68W;
②闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值等于它的最大阻值R滑=12Ω,
电源电压U=U1+1I1R滑=4.2V+0.4A×12Ω=9V,灯泡功率P2=U2I2=6V×0.5A=3W;
③灯泡正常发光时,灯泡两端的电压UL=6V,滑动变阻器两端的电压U滑′=U-UL=9V-6V=3V,
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑′===6Ω,此时电路电流I′===0.5A,
此时灯泡的功率P3=U3I3=6.5V×0.52A=3.38W;
故答案为:见下表.
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 亮度 | 功率/W |
1 | 4.2 | 0.4 | 偏暗 | 1.68 |
2 | 6.0 | 0.5 | 正常 | 3.0 |
3 | 6.5 | 0.52 | 偏亮 | 3.38 |
(3)由表中数据可以看出,随灯泡实际功率的增大,灯泡亮度变大;随灯泡两端电压的增大,流过灯泡的电流也变大,但是△U>△I,由R=可知灯泡电阻变大,灯泡实际功率变大,温度升高,由此可见,
灯泡电阻随灯泡温度升高而变大;
故答案为:灯泡实际功率越大,灯越亮;灯泡的电阻随温度的升高而增大.
(1)滑动变阻器接右下接线柱b时,滑片向右移动时,电路电阻变小,电流变大,灯泡两端电压变大,电压表示数变大.
(2)由电路图确定电流表量程,由图乙确定电流表的最小分度值,读出电流表示数;由串联电路的特点及欧姆定律求出电源电压;由串联电路的特点求出灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压,由欧姆定律求出电路电流;然后由公式P=UI求出灯泡的功率.
(3)根据表中实验数据,看灯泡亮度与灯泡实际功率间有什么关系,根据表中数据由欧姆定律求出灯泡的电阻,分析灯泡电阻与灯泡功率间有什么关系,据此得出结论.
点评:(1)连接电路图时,要注意按题目要求,选择正确的接线柱.
(2)第二问是本题的难点,知道闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值最大、熟练掌握串联电路的特点及欧姆定律、掌握电流表的读数方法是正确解题的关键.
(3)最后一问主要考查了学生的实验数据分析能力,认真分析实验数据,根据数据找出规律是解题的关键.
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