小功同学在测标有“2.5V”字样的小灯泡功率实验时,他的电路已经连成如图甲所示.
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把电压表正确连入电路,连线不能交叉.在连接好电路后,要先将滑动变阻器滑片P移至________端(选填“A”或“B”)后,开关才能________.
(2)如果用干电池作电源,他至少要用________节.
(3)图乙是根据实验数据绘制成的I-U图象.当P在某位置时,电压表示数为1.5V,灯泡电阻为________Ω,灯泡发光________(选填“较暗”或“较亮”);要使灯正常发光,应将滑片P向________端(选填“A”或“B”)移动,灯泡的额定功率为________W.
(4)小功同学还想粗略测量自己家里微波炉工作时的电功率,除了用秒表外,你认为还需要________.仅让一只“220V??100W”的白炽灯泡连续工作15min,如图所示的电能表转盘转动了60r,则灯泡消耗的电能为________kW?h,实际消耗的功率为________W,两端的实际电压________(选填“高于”、“等于”或“低于”)额定电压220V.电能表参数3000r/(kW?h)
(5)另一同学小红连接好电路后,闭合开关,发现电流表和电压表指针的转向情况如图丙所示,则可能的原因是:电流表________电压表________.
实验
次数灯泡两端
电压/V通过灯泡
电流/A灯泡
亮度灯泡的
功率/W灯泡的
平均功率/W130.28较亮0.84?22.5?正常发光?320.22较暗0.44(6)小芳设计的表格中有一处不妥,请帮助她指出来________.通过分析表格中数据以及实验现象可知,灯泡的亮度是由________??决定的.
网友回答
解:(1)灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,如下图所示:
闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的B端;
(2)灯泡额定电压是2.5V,每节干电池电压是1.5V,则至少用两节干电池做电源;
(3)由图象知,当灯泡两端电压为1.5V时,通过的电流为0.15A,根据欧姆定律可得灯泡的电阻R===10Ω;
因为灯泡两端的实际电压低于额定电压,所以灯泡的实际功率小于额定功率,灯泡发光较暗;
要使灯泡正常发光,需要提高灯泡两端电压达到额定电压,所以应增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,故将滑动变阻器滑片向A端移动;
已知灯泡的额定电压为U额=2.5V,由图象可知,此时的电流为I额=0.2A,所以灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由测量功率的原理P=知:需要的器材是电能表测量电能,秒表测量时间;
∵“3000r/kW?h”,它表示:每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转3000圈,
∴电能表的转盘转1圈,用电器消耗电能:kW?h;
转盘在15min内转了60转,用电器消耗电能:kW?h×60=0.02kW?h;
灯的实际功率是:P===0.08kW=80W,
由于灯的实际功率低于额定功率,所以灯的实际电压低于额定电压;
(5)流表的指针偏向最左端是正负接线柱接反了;电压表的指针偏向最右端是选用的量程过小;
(6)表格中设计灯泡的平均功率是错误的,因为小灯泡的实际电功率为P=UI,灯泡两端电压U改变,通过灯丝的电流改变,则灯泡实际功率也随之改变,所以设计的灯泡的平均电功率是错误的,没有意义的;
实验过程中,灯泡越来越亮,实际功率越来越大,灯泡亮度取决于灯泡的实际功率.
故