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【题目】小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验,现有器材:额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光电阳约为10Ω)若干个,电压中为8V的电源1个,电流表、灵敏电流计、电压表、开关各1个,规格分别为“20Ω1A”、“50Ω 0.5A”和“500Ω 0.2A”的滑动变阻器各1个,导线若干。

(1)实验应选择规格为“__________”的滑动变阻器。

(2)连接的电路如图甲所示,实验前应将开关断开;滑动变阻器的滑片P应滑到最__________ (选填“左”或“右”)端。

(3)小雨同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是__________(选填字母序号)

A.检查电路是否断路 B.更换小灯泡

C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光

(4)小雨同学正确操作实验测得的数据如下表所示:

分析数据可知:小灯泡的额定功率为__________W;第5次实验中,灯泡熄灭的原因是:______________________________

(5)小雨同学选择了额定电压为6V的发光二极管换下小灯泡接入电路,闭合开关时,发光二极管的亮度和小灯泡正常发光差不多,电流表指针偏小,且调节滑动变阻器的滑片时,发光二极管的亮度和电流表示数几乎不变,这时小雨将电流表换成量程更小的灵敏电流计,同时为了多测几组数据还要将滑动变阻器更换为“__________”规格的才能顺利完成实验。

(6)小雨测出几组数据后作出了发光二极管的U-I图像如图乙所示,他发现在亮度相当的情况下,发光二极管的功率要比小灯泡小的多,这是因为____________________

【答案】 50Ω 0.5A C 0.7 灯泡的实际功率太小 500Ω 0.2A 小灯泡把大部分电能转化为热能,而发光二极管把大部分电能转化为光能

【解析】(1)根据题中条件,灯泡电阻约10Ω,电压2.5V,所以电流约:

,则此时滑动变阻器的电阻应为:

所以选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器,第一个滑动变阻器电阻小,不能完成实验;第三个滑动变阻器的阻值太大,实验中调整较小的阻值时不方便;

(2)连接的电路如图甲所示,根据保护电路的原则,实验前应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大端,即最右端。

(3)小雨同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,电路可能是正常的,所以电路应该不会有断路,故A错误;

因为电路是通的,所以灯泡可能没坏,先不用换灯泡,故B错误;

所以下一步应该先移动滑动变阻器的滑片,将滑动变阻器接入电路的电阻调小,观察小灯泡是否发光,故选C。

(4)分析数据可知:小灯泡的额定功率为

5次实验中,灯泡两端的电压太小,灯泡的实际功率太小,不足以发光,所以灯泡熄灭。

(5)小雨同学选择了额定电压为6V的发光二极管换下小灯泡接入电路,闭合开关时,发光二极管的亮度和小灯泡正常发光差不多,电流表指针偏小,且调节滑动变阻器的滑片时,发光二极管的亮度和电流表示数几乎不变,说明通过二极管的电流很小,且电阻很大,由于滑动变阻器的电阻小,调节时对电路总电阻的影响小。

所以这时小雨将电流表换成量程更小的灵敏电流计,以测量电流的大小,同时将滑动变阻器更换为“500Ω 0.2A”规格的,根据串联电路的电压特点知,滑动变阻器的电阻增大时,分得电压才会增大,以多次测量,顺利完成实验。

(6)小雨测出几组数据后作出了发光二极管的U-I图像如图乙所示,电流为20mA左右,所以功率比小灯泡小的多,发现亮度相当,说明二极管的效率很高;

因为普通的灯泡发光时,电能主要转化为内能,很小一部分转化为光能,而大部分的内能散发到了空气中,浪费了大量的电能;

新型的二极管光源,可以将电能直接转化为光能,效率高,只有很小一部分转化为内能,大部分转化为光能,所以是近年来大力发展的新型光源。

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1)第一组:探究物体重力的大小跟物体形状的关系,他们用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表一所示。

表一

被测物体

形状

重力

橡皮泥

正方形

4.8N

圆形

4.2N

三角形

3.6N

分析上述的实验数据,第一组的同学得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关。请你对此实验过程与实验结论作出评价。

评价:结论是否正确:________ 原因:________

2)第二组:探究物体的重力的大小跟物体的质量的关系,下图就是实验装置,实验过程中他将实验数据记录在设计的表二中。

表二

钩码的个数

1

2

3

4

5

钩码的质量(m/10-2kg

5

10

15

20

25

弹簧测力计的读数(N)

0.49

0.98

1.47

1.96

2.45

请你在方格纸中作出关于重力G(竖轴)与质量m(横轴)的关系图像。

_______

3)分析实验数据可以得出的结论:________.

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 (2)闭合开关前,滑片P应位于______(选填“A”或“B”).

(3)闭合开关,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图①乙所示,则小灯泡的额定功率为_______W.

(4)小华设计了如图②所示的电路也完成了该实 验,请完成下列填空(电源电压不变,R1R2

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①只闭合开关________,调节R2,使电压表 的示数为2. 5 V.

②只闭合开关________,调节________,使电压表的示数仍为2. 5 V.

③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式p=_______(U、R0、U1、U2表示).

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