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)

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  • 难度: 使用次数:1 入库时间:2018-09-14

    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(10Ω20Ω30Ω)、导线若干。

    1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。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

    实验次数

    1

    2

    3

    电压表示U/V

    2.0

    2.5

    2.8

    电流表示数I/A

    0.20

    0.24

    0.26

    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(10Ω20Ω30Ω)先后接入电路,为保证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     Ω的电阻

    答案


    解:(1)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,故变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:

    2)灯在额定电压下的功率为额定功率,由中数据知,灯的额定电压为2.5V时,电流表示数为0.24A,故灯的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W

    3)为保证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,变阻器分得的电压为:4.5V2.5V=2V,变阻器分得的电压为定值电阻电压的=0.8倍:

    当接入30Ω的电阻时,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻R1=0.8×30Ω=24Ω,而变阻器的最大电阻为20Ω,将变阻器与R′视为一个整体,故R′的最小值,

    R′=R1R=24Ω20Ω=4Ω

    当接入10Ω的定值电阻时,同理,变阻器连入电路中的电阻R2=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;

    故为保证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的电阻。(当接入20Ω的定值电阻时,同理,变阻器连入电路中的电阻R2=0.8×20Ω=16Ω,可将变阻器连入电路中的电阻为12Ω即可)。

    故答案为:(1)如上;(20.6;(348

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