小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想:台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小,为此他设计了如图甲所示的电路进行探究,已知电源电压为4V并保持不变,电压表(0~3V)2个,电流表(0~0.6A), 滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
(1)电路中a是______表,b是______表;
(2)实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为______A;
(3)根据实验数据,绘制出滑动变阻器的由功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图像如图乙所示,由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率______;
(4)假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的,在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的电功率变化范围是从______W至______W。
(1). 电流 电压 (2).0.5 (3). 先变大后变小 (4). 0.2 1.8
【解析】(1)电路中表a与滑动变阻器串联,则a是电流表。
表b与滑动变阻器并联,则b是电压表。
(2)根据可知,小灯泡正常发光时电流
此时电流表的示数为0.5A。
(3)由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率先变大后变小。
(4)根据欧姆定律可知,灯丝的电阻
当电压表b的示数为3V时,电路中的电流最小,此时灯泡两端的电压为
则小灯泡的最小功率
小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的,则小灯泡能承受的最大电流为
即超过了电流表的量程,则电路中的最大电流为0.6A,所以小灯泡的最大功率
小灯泡的电功率变化范围是从0.2W至1.8W。