小汉所在的实验小组进行了研究“小灯泡消耗的电功率与灯泡亮度的关系”的实验:
(1)实验记录与计算如表:
| 电压U/V | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 电流I/A | 0.22 | 0.26 | 0.30 |
| 功率P/W | 0.33 | 0.52 | |
| 灯泡发光情况 | 灯丝暗红 | 微弱发光 | 正常发光 |
①小灯泡正常发光时的功率是________ W;②________.
(2)他们还注意到,这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻,并发现灯丝的电阻值随电压升高而________(选填“增大”或“减小”).
(3)①如图中用笔画线代替导线完成该实验的电路连接;(请正确选择电表量程)
②请在坐标图中作出小灯泡的电压和电流的关系图象.
试题答案
解:(1)①灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.30A=0.75w;
②随功率的升高,可以看到灯变亮,故功率越大灯越亮.
(2)根据R=结合表中数据可得,电压对应的电阻为6.8Ω、7.7Ω、8.3Ω,
所以灯丝的电阻值随电压升高而增大.
(3)灯泡的额定电压为2.5V,故电压表量程选0~3V;灯泡的额定电流为0.3A,故电流表的量程为0~0.6V,滑动变阻器按一上一下的原则串连在电路中,连线如图所示:
由描点法作出图象,注意不能是直线.图象如图:
试题解析
(1)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,由功率公式P=UI计算额定功率,由表格中数据分析功率变化与亮度的关系;
(2)根据欧姆定律求出对应的电阻,即可得出灯丝的电阻值与电压的关系;
(3)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,且与灯泡并联;根据灯泡的额定电流确定电流表的量程,且与灯泡串联;滑动变阻器按一上一下的原则串连在电路中.根据描点法做出图象.
点评:灯丝的U-I图象是一条曲线,主要原因是因为随温度的升高使灯丝电阻变大.
