小聪帮爷爷检修小电器。发现一个规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1坏了,他在家中找到一个标有2.5V的小灯泡L2.想知道能否用L2替换L1.于是在现有条件下,用如图所示的电路进行研究。
(1)请将小聪设计的图甲所示电路连接好。(要求:闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮)
(2)小聪用此电路进行实验,收集了五组数据,在图乙U﹣I坐标系上已描出了三个坐标点,请你将第2组和第3组数据描在坐标系上,并画出图象。则L2两端电压为2.5V时的电流为 A,此时的电阻为 Ω.(结果均保留一位小数)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
电压U/V | 0.7 | 1.0 | 1.4 | 2.0 | 3.0 |
电流I/A | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 | 0.31 |
(3)小聪能否用L2替换L1.并说明理由。
(4)通过实验研究可知,小灯泡L2电阻的变化规律是 。
(1)如上所示;(2)0.295;8.5;(3)能,L2两端电压为2.5V时的电流为0.295A,与灯的规格相符;(4)灯泡的电阻随电压的增大而变大。
【分析】(1)根据滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮确定变阻器左下接线柱连入电路中;
(2)根据第2组和第3组数据在坐标系上确定对应的点,用平滑的曲线连接,根据作出的图可知L2两端电压为2.5V时的电流大小,由欧姆定律求出此时的电阻;
(3)根据小灯泡L1规格为“2.5V 0.3A”,结合L2两端电压为2.5V时的电流大小分析;
(4)根据表中第1组数据,由欧姆定律得出灯的电阻,同理,得出第2、2、3、5次的电阻,据此回答。
【解答】解:(1)根据滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下左所示:
(2)根据第2组和第3组数据在坐标系上确定对应的点,用平滑的曲线连接,如上右所示:
据此可知,L2两端电压为2.5V时的电流为0.295A,由欧姆定律,此时的电阻为:
R==≈8.5Ω;
(3)小灯泡L1规格为“2.5V 0.3A”,而L2两端电压为2.5V时的电流为0.295A,与灯的规格相符,故小聪能用L2替换L1;
(4)根据表中第1组数据,由欧姆定律,灯的电阻为:
R1==≈4.4Ω,同理,第2、2、3、5次的电阻分别为5Ω、5.8Ω、7.1Ω和9.7Ω,故小灯泡的电阻随电压的增大而变大。
【点评】本题考查电路的连接、描点法作图、欧姆定律的运用和数据分析及影响电阻大小的因素。