小红小组要测定额定电压为2.5V的小灯泡的电阻.现有如下器材:电流表一只(量程0~0.6A和0~3A);电压表一只(量程为0~3V和0~15V);滑动变阻器两只(“5Ω?1A”、“20Ω?2A”)开关一个;干电池若干节;导线若干.
(1)根据你的估算和实验经验,滑动变阻器应选用________只,实验更便于完成.
(2)小红小组用2节干电池(已使用)正确连接电路后,无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压都达不到2.5V,她们应该________.
(3)小红小组实验记录和计算如下表:
电压U/V1.52.02.53.0电流I/A0.240.280.320.34功率P/W0.360.56灯泡发光情况灯丝暗红微弱发光正常发光发光很亮①小灯泡的额定功率是________W;
②根据她们观察的现象和记录的实验数据,你可以得出的结论是(请说出两点):
________,________;
③请在坐标图中画出小灯泡的电压和电流关系的图象;
④在正常发光下,小灯泡的电阻是________Ω;
⑤根据画出的图象,你得出的结论是:________.
(4)当小红小组将小灯泡两端的电压调到3V正在记录实验数据时,小灯泡突然熄灭,仔细观察小灯泡钨丝被烧断,这时她们进一步观察到的实验现象是:电流表的示数________;电压表的示数________.
(5)小红小组在评价交流时,发现有的组的同学将电压表连接成如图所示电路,则这种连接测量出的电阻值比实际电阻值偏________,其原因是________.
网友回答
解:(1)灯泡额定电压为2.5V,一般选择2节干电池串联,电源电压为3V,灯泡的电阻大约为10Ω,
所以与灯泡串联的滑动变阻器电压为:
U1=U-UL=3V-2.5V=0.5V.
灯泡电流:
I===0.25A,
所以滑动变阻器电阻:
R1===2Ω,
电路电流约为0.25A,电路需要滑动变阻器电阻为2Ω,
选择“5Ω? 1A”的滑动变阻器,既能满足实验要求,又能准确测量电压和电流.
(2)已经使用的干电池,内阻增大,向外供电电压减小,两节干电池电压小于3V,要使灯泡获得2.5V电压,要增大电压,换新电池.
(3)①灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.32A=0.8W(填入表格).
②灯泡在3V电压时,实际功率为:
P′=U′I′=3.0V×0.34A=1.02W(填入表格).
电压U/V1.52.02.53.0电流I/A0.240.280.320.34功率P/W0.360.560.81.02灯泡发光情况灯丝暗红微弱发光正常发光发光很亮由表格数据及现象得:灯泡电压增大,电流增大;灯泡电压增大,实际功率增大;灯泡实际功率增大,亮度增加.
③在图象上描出(0.24,1.5)(0.28,2.0)(0.32,2.5)(0.34,3.0)各点,用光滑的曲线连接各点.如图.
④小灯泡正常发光时的电阻:
RL===7.8Ω.
⑤如图,灯泡电压增大,电流增大,电压增大值更大一些,的值更大,
所以,灯泡电压增大,电流增大,灯丝电阻也在增大.
(4)灯泡熄灭,灯丝烧断,电路断路,电流表串联在电路中无示数,所以电流表示数减小为0,
灯丝烧断后,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,所以电压表的示数增大至等于电源电压.
(5)图中电流表测灯泡的实际电流,电压表测电流表和灯泡的总电压,测量值大于灯泡的实际电压,根据R=求得电阻偏大.
故