物理兴趣小组的同学们在实验室发现了三种规格不同的小灯泡,上面分别标有“4V 0.5A”,“6V 0.6A”,“8V 0.4A”的字样.同学们想探究这三种灯泡正常发光时的亮度跟什么因素有关,经过讨论后他们提出了三种猜想: ①灯泡上标有的电压越大,灯泡就越亮 ②灯泡上标有的电流越大,灯泡就越亮 ③灯泡消耗的功率越大,灯泡就越亮 为了验证上述猜想,同学们设计出了实验的电路图,如图甲所示.于是他们找来了实验所需的器材,并动手连接电路.
(1)对照电路图用笔画线代替导线,将图乙的实验电路连接完整(电表量程的选择要符合实验的要求). (2)他们依次将三个不同规格的灯泡接入电路,都让其在正常发光的情况下,将实验数据和观察到的现象填入下面的表格中.
实验序号 | U/V | I/A | 灯泡亮度 | 1 | 4 | 0.5 | 较暗 | 2 | 6 | 0.6 | 最亮 | 3 | 8 | 0.4 | 较亮 |
答案
(1)三个灯泡的额定电压分别为:4V、6V、8V,电压表选择0~3V量程. 三个灯泡的额定电流分别为:0.5A、0.6A、0.4A,电流表选择0~0.6A量程. 电路图中,滑动变阻器接入左半段,滑动变阻器接左下端接线柱. 按照电路图,从电源正极出发,按照电流方向,依次串联开关、滑动变阻器、灯泡、电流表到电源负极,补全电流路径,把电压表并联在灯泡两端,电流从电压表和电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,如图:
(2)由实验2、3得,电压增大,灯泡亮度减小. 猜想①:灯泡上标有电压越大,灯泡越亮,是错误的. 由实验1、3得,电流增大,灯泡亮度减小. 猜想②:灯泡上标有电流越大,灯泡越亮,是错误的. 根据P=UI计算三次实验中灯泡的功率分别为2W、3.6W、3.2W.可见灯泡功率越大,灯泡亮度越大. 猜想③灯泡消耗的功率越大,灯泡就越亮,是正确的. 灯泡亮度跟电压无关,跟电流无关,跟电压和电流的乘积有关,即跟灯泡的实际功率有关,因为灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡亮度越大. 故答案为:(1)如图; (2)错误;2、3;错误;1、3;正确;小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定的,而实际功率等于电压和电流的乘积. |
举一反三
在“测定小灯泡电功率”的实验中,待测小灯泡标有“3.8V”的字样.
(1)请将图1中的滑动变阻器接入电路,要求变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮. (2)甲、乙二位同学分组实验时,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处,当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图2中(a)(b)所示的情况,请写出他们在使用电流表时存在的问题. ①甲同学的问题:______; ②乙同学的问题:______. (3)闭合开关后,欲测小灯泡的额定功率,若发现电压表的示数是2.5V,则应调节滑动变阻器,使其接入电路的电阻变______(选填“大”或“小”).当小灯泡正常发光时,电流表示数如图2(c)所示,则通过小灯泡的电流为______A,小灯泡的额定功率为______W. (4)若在实验中,不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将______(选填“不亮”、“很亮”、“正常发光”、“烧坏”). | 某小组同学在做电学实验时发现,L1和L2两盏不同的小灯,串联或并联在电源电压相同的电路中时,两灯发光时的亮暗程度不同,他们很想知道小灯的亮暗是由什么因素决定的.于是他们猜想可能与电流和电压有关.为了验证自己的猜想,做了如下实验,实验现象及数据记录在如下表格中.
连接方式与实验现象 | 实验次数 | 小灯L1 | 小灯L2 | 电压(伏) | 电流(安) | 电压(伏) | 电流(安) | L1与L2串联 L1比L2亮 | 1 | 2.0 | 0.10 | 1.0 | 0.10 | 2 | 3.0 | 0.12 | 1.5 | 0.12 | 3 | 4.0 | 0.14 | 2.0 | 0.14 | L1与L2并联 L1比L2暗 | 4 | 3.0 | 0.12 | 3.0 | 0.20 | 5 | 4.5 | 0.15 | 4.5 | 0.22 | 6 | 6.0 | 0.16 | 6.0 | 0.24 | 在测量小灯泡的电功率实验中小灯泡上标有“2.5V”的字样: (1)请把如图所示的电路连接完整,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变大
(2)如果实验时电源由干电池组成,至少需要______节干电池串联; (3)闭合开关S前,应将滑片P 滑到______(选填A或B)端.闭合开关S后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表的指针偏到了最大刻度之外,则出现的故障可能是______ A小灯泡断路 B、小灯泡短路 C、电流表损坏 D、滑动变阻器接触不良 (4)排除故障后继续实验,当电压表的示数为2.5V时电流表的示数如图乙所示则小灯泡的额定功率为______W,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(保留一位小数) | 如图所示是用来测定额定电压为2.5伏的小灯泡的额定功率; (1)图中C表应是______表,D表应是______表. (2)当合上开关时,发现灯泡两端电压为2伏,这时滑动触头应向______方移动(选A或B),直到表的指针为______时,灯泡正常发光.这时应记录的数据是______与______,灯泡额定功率的表达式P=______. (3)上述实验中如果灯炮有故障,当D表有读数,C表无读数,可能是______;若C表有读数,D表无读数,可能是______. | 在做“测定小灯泡电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5v,电源为两节干电池.其余器材均完好. (1)在图中,根据实验要求,用笔画线代替导线,将滑动变阻器和电压表正确连入电路.
实验次数 | 电压(V) | 电流(A) | 1 | 2 | 0.21 | 2 | 2.5 | 0.25 | 3 | 3 | 0.29 |
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