如图13甲是小明和同学做“测定小灯泡额定电功率”实验的电路,电源电压为6V,已知小灯泡正常工作时的电压为2.5V,正常发光时灯丝的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线把未连接完的实物电路连接成正确的完整电路(要求:导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移动灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B”)。若实验室有三种规格的滑动变阻器,分别是甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.5A”、丙“50Ω 0.2A”,则小明应选用 (选填“甲”、 “乙” 或“丙”)。
(3)若闭合开关,灯炮不亮,经检查灯丝断了,则电流表指针偏转情况是 ;电压表指针偏转情况是 。
(4)更换相同规格灯泡后,当滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为了使灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示,通过图像可知小灯泡正常发光时的电功率为 W。
(5)另一位同学在连接好电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现:灯泡变亮时电压表示数变小;灯泡变暗时,电压表示数变大。经检查所用器材完好,出现这种现象的原因可能是 。
(6)他们继续用上图所示装置来探究“电流与电压的关系”。首先把5Ω的电阻接入原来小灯泡的位置,调节滑动变阻器依次测得数据如表一所示。由表一可归纳出:在电阻不变的情况下,导体中的电流跟它两端的电压成 比。接着他们探究“电流与电阻的关系”。其操作步骤是分别把5Ω、10Ω、15Ω的电阻接入原小灯泡的位置,立即闭合开关记录读数如表二所示。由表中的实验数据发现,通过导体的电流跟它的电阻不成反比,其原因可能是遗漏了重要的操作步骤,此步骤是:
。
学校兴趣小组的同学利用图14甲所示的电路做了一个探究性实验,电路中B是一个黑箱,内部连接了一个未知的电学元件(可能是定值电阻,也可能是小灯泡)。表格中记载的是该小组所测得的实验数据,但由于疏忽,将电路中的两个电压表误写成U1和U2,没有与电路中的电压表V′和V对应起来。他们利用图14乙的坐标,作了适当的图线,并成功地完成了探究实验。
I /A | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.42 | 0.47 | 0.50 |
U1 /V | 0.20 | 0.40 | 0.60 |
| 1.20 | 1.60 | 2.00 |
U2/V | 4.20 | 3.55 | 2.95 | 2.50 | 1.70 | 1.05 | 0.50 |
(1)实验小组已经在图乙中的坐标纸上正确的标出了数据点,请你在上述基础上,在图乙中只完成电学元件B的U-I图像,并作好标记“B”。
(2)黑箱B中的电学元件应该是 。
A.小灯泡 B.定值电阻
(3)实验时实验小组的同学意外发现:“当滑动变阻器滑片P向右移动时,电压表读数之和减小。”他们产生了疑惑,在老师的引导下,知道了用久了的普通干电池内部有不可忽略的电阻。可将它看作一个理想电源(电压U0恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(如图丙所示),上述实验电路中电源电压U0= V,电源内阻r= Ω。
(4)上述电路中的滑动变阻器阻值调整为1Ω时,黑箱B消耗的电功率为 W。
如图15所示,电源电压恒定,R1=30Ω,闭合开关S,断开开关
S1,电流表示数为0.2A;若再闭合S1,发现电流表示数变为0.5A。求:
(1)电源电压
(2)R2的阻值
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某微电脑电热水壶如图16甲所示,它具有温度可控、自动抽水等优点,图16乙是该电热水壶的铭牌(电热丝电阻不变),已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)小电动机将l.0kg的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少是多少?
(2)为了泡绿茶要将水从20℃加热到90℃,则1.0kg的水需吸收热量是多少?
(3)若加热题(2)中的水需用时350s,电热水壶的热效率为84%,则它实际工作电压是多少?
如图17所示,电源电压和灯L的电阻保持不变,定值电阻R1=20Ω,灯L标有“6V 3W”字样。电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,求:
(1)灯泡L的电阻为多少?
(2)将滑动变阻器的滑片移到b端,闭合开关S1、S2、S3时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.4A,滑动变阻器R2的最大阻值为多少?
(3)在确保电路安全的情况下,电路消耗的最小功率与最大电功率之比为多少?(不考虑电路中无电流通过的情况)。