(1)按如图甲的电路图连接实物,为了防止小灯泡被烧坏,应选用滑动变阻器(选填“R1”或“R2”)连入电路,电压表的量程选择(选填“0~3V”或“0~15V”);
(2)将滑动变阻器的滑片P移到最(选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,并读出对应的电流值,绘制出了如图乙所示的I﹣U曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为W,通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比,其原因是;
(3)小强也想测灯泡的额定功率,老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻R0 , 电源电压未知。小强设计的电路图如图丙所示,请将以下实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S2 , 调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为A;
②保持滑片P的位置不变,断开开关S2 , 闭合开关S1 , 电流表示数为0.2A;将滑动变阻器的滑片P移到最左端,电流表的示数为0.3A,则电源电压为V;
③小灯泡的额定功率:P额=W。
(1)该实验的原理是。同时请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流变大)
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片发现小灯泡始终不发光,电流表有示数,电压表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因可能是小灯泡;
(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为3.8V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W;
(4)同组的小丽同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变。①当她用10Ω电阻将5Ω电阻换下时需进行的操作是,使电压表示数保持不变。②图丙是小丽根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知小丽将定值电阻R两端的电压控制为V不变。③根据图丙可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成;
(5)实验结束后,小丽同学又设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。她所用电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω,的阻值未知。实验步骤如下:
①开关S、闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、闭合,断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④滑动变阻器 , 小灯泡的额定功率W。
实验前,该同学准备了温度计、电子秤、电水壶(额定电压220V、额定功率1800W)、等实验器材。实验时,他用同一只电水壶依次装入不等量的水,将电水壶接入在家庭电路中正常工作,将水烧开,测量水的初温和末温,并记录加热所用的时间,计算出每一次电水壶的热效率。收集数据如下表。
实验次数 | 水的质量 /kg | 水的初温 /℃ | 水的末温 t/℃ | 电水壶的功率 P/W | 加热时间 t/s | 热效率 |
1 | 0.5 | 20 | 100 | 1800 | 120 | ① |
2 | 1 | 20 | 100 | 1800 | 210 | 88.9% |
3 | 1.5 | 20 | 100 | 1800 | 300 | 93.3% |
根据实验数据分析,第一次实验所测电水壶的热效率是;
该同学考虑到电水壶的热效率还可能与电水壶的保温性、电功率、环境温度等有关,因而采用了法设计和进行实验。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是。正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是;
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙),则小灯泡的额定功率为W。在多次测量中,小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比。(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生(选填物态变化名称)而变细。消耗的实际功率变大的缘故。
【实验器材】小明同学观察到小灯泡的铭牌上只标有“”字样,为了测量出它的额定电功率,他选择以下实验器材进行实验:电源 , 电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。
小明连接了如图甲所示电路,若电路完好,闭合开关,电压表的指针将(选填“正向偏转”“反向偏转”或“不偏转”),检查电路时发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并画出正确连线。
继续使用上述实验电路测量额定电压为“”的小灯泡的电功率,在实验的过程中将电压表并联到滑动变阻器两端,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为V时,小灯泡才正常发光。
(1)正确连接电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最(选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表和电压表的指针均不发生偏转,则电路出现的故障可能是滑动变阻器;
(2)排除故障闭合开关,适当移动滑片,小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为W;
(3)小阳设计了如图丙所示的电路,用一个电压表,测量额定电压为的小灯泡的额定功率,已知定值电阻的阻值为 , 电源电压未知。请你完成下面的步骤:
①先闭合S和 , 断开 , 调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为V,灯泡正常发光;
②再断开 , 闭合开关S和 , 滑动变阻器滑片位置(选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动”),读出电压表的示数为;
③小灯泡的额定功率表达式为:=。