15.如圖所示,圖甲是小明和同學(xué)做測定小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的電路,電源電壓為6V,已知小燈泡額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時燈絲的電阻估計(jì)在5~10Ω之間.
次數(shù)電阻R=2歐
電壓(伏)電流(安)
110.5
21.60.8
321
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖甲中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路,且要求滑片P向右移燈泡變亮.
 (2)若電路連接完最后一根導(dǎo)線時,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光,電流表有示數(shù),則原因是連接電路時開關(guān)沒有斷開.
(3)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于A端(選填“A”或“B”).
(4)當(dāng)滑動變阻器的滑片在某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為了使燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑片向B(選填“A”或“B”)移動,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,已知電流表的示數(shù)為0.3A,則小燈泡的額定功率是0.75W.
(5)若實(shí)驗(yàn)室有兩種規(guī)格的滑動變阻器,分別是甲“15Ω 1A”和乙“10Ω 1.5A”,則小明應(yīng)選用
甲(選填“甲”或“乙”).
(6)他們繼續(xù)用甲圖所示裝置來探究電流跟電壓的關(guān)系,把2Ω的電阻接入原來小燈泡的位置,調(diào)節(jié)變阻器依次測得數(shù)據(jù)如表,由表中數(shù)據(jù)可歸納出:在電阻不變的情況下通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比.

分析 (1)電壓表與燈泡并聯(lián),根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程;根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的最大值,據(jù)此確定電流表的量程,并將電流表、燈泡、滑動變阻器以及電源串聯(lián)連接;當(dāng)滑片P向右移燈泡變亮,說明電路中的電流變大,電路中的電阻變小,即滑動變阻器接入電路的阻值變小,故將滑動變阻器的右下接線柱接入電路.
(2)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);
(3)閉合開關(guān)前,需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;
(4)根據(jù)圖乙電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù),然后與燈泡額定電壓比較,并結(jié)合串聯(lián)電路分壓的規(guī)律確定滑動變阻器滑片的移動方向;
由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率.
(5)計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器的阻值,判斷變阻器的規(guī)格;
(6)電流和電壓、電阻的關(guān)系:電阻不變,電流與電壓成正比;電壓不變,電流與電阻成反比.

解答 解:(1)已知燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表的量程應(yīng)為0~3V;
燈泡正常發(fā)光時的最大電流大約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A,所以電流表可選擇0~0.6A的量程;
將電流表0.6A的接線柱與燈泡的右接線柱相連,滑動變阻器的B接線柱與電源正極相連,電壓表3V接線柱與燈泡的右接線柱相連,如下圖所示:

(2)若電路連接完最后一根導(dǎo)線時,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光,電流表有示數(shù),說明連接電路時開關(guān)沒有斷開;
(3)閉合開關(guān)前,需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即將滑片放在A端;
(4)根據(jù)圖乙可知,電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.2V<2.5V,因此要使燈泡正常發(fā)光,需減小滑動變阻器兩端電壓,即減小滑動變阻器接入電路的阻值,故將滑片向B端移動;
燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)燈泡正常發(fā)光時,滑動變阻器兩端的電壓:U=6V-2.5V=3.5V;
由I=$\frac{U}{R}$可知,R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$≈11.7Ω,所以應(yīng)選擇甲“15Ω 1A”的滑動變阻器;
(6)由表中數(shù)據(jù)可知,電阻不變,電壓與電流的比值一定,因此在電阻不變的情況下,通過導(dǎo)體的電流跟它兩端的電壓成正比.
故答案為:(1)如圖所示;(2)連接電路時開關(guān)沒有斷開;(3)A;(4)B;0.75;(5)甲;(6)通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比.

點(diǎn)評 此題是測量燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn),考查了電流表、電壓表和滑動變阻器的接法、電功率的計(jì)算、電路故障的分析及電流跟電壓和電阻的關(guān)系判斷,考查全面.

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(2)連接好最后一根導(dǎo)線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅.檢查后,發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出試驗(yàn)中兩個操作不當(dāng)之處是①連接電路時沒斷開開關(guān)②滑動變阻器沒調(diào)到最大阻值.
(3)排除故障后,榮榮同學(xué)進(jìn)行了四次測量,并將部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在下面的表格中,請幫他將表中未填的數(shù)據(jù)(第四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2甲、乙圖所示)和現(xiàn)象填寫完整.(第四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如甲、乙圖所示)
 實(shí)驗(yàn)序號 U/V I/A R/Ω 燈泡亮度
 1 0.5 0.13 3.8 不亮
 2 1.0 0.18 5.6 燈絲暗紅
 3 1.5 0.21 7.1 微弱發(fā)光
 4 2.5 0.2510正常發(fā)光
(4)榮榮同學(xué)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻值存在明顯差異,原因是:燈絲電阻受溫度的影響.
(5)榮榮同學(xué)對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,通過計(jì)算平均值的方法,得到了小燈泡的電阻.你認(rèn)為這樣的做法是不合理(填“合理”或“不合理”)的.

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(4)為了能使蠟燭乙與蠟燭甲的像重合,在放置玻璃時應(yīng)注意的是玻璃板與桌面要垂直.
(5)在玻璃板的同一側(cè),小明同學(xué)通過玻璃板看到了蠟燭甲的兩個像,形成兩個像的原因是玻璃的兩個表面同時反射,每個表面成一個像.
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