在“测量额定电压为 2.5V 小灯泡的电功率”的实验中,首先将图 13 甲中实物电路连好,闭合开关后无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数;故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为 2.5V 时,电流表的示数如图 13 乙所示,再多次移动滑片,获得了多组数据,并画出了小灯泡的电流与电压关系的图象,如图 13 丙所示;若将这样的两只灯泡串联接在 4V 的电源上,则可算出灯泡此时的实际功率,请你解答下列问题:
( 1)用笔画线代替导线将实物电路连接完整,连接时开关应 ;
( 2)上述实验故障的原因可能是小灯泡发生了 ;
( 3)小灯泡的额定功率是 W;图像是曲线的主要原因是 ;
( 4)串联后,每个灯泡消耗的实际功率是 W。
图 14 是探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。闭合开关后,保持滑动变阻器的滑片在某一位置不动,观察到 a 管比 b 管中液面上升的高度 ,这是在 和通电时间一定时,探究电热与的关系;此时将滑动变阻器的滑片向左移,发现 a、 b 两管中的液面都会上升,据此就说明电热与电流的大小有关,上述操作存在的问题是没有控制 一定。
铅笔芯的主要成分是石墨,软硬程度不同的铅笔其用途是不同的,例如作画用 6B 软铅笔、写字用软硬适中的HB 铅笔、制图用 6H 硬铅笔,铅笔芯是导体,它的电阻大小与其软硬度有何关系呢?请你设计一个实验方案对这个问题进行探究。
( 1)实验方案及所测量的物理量(用字母表示):
( 2) 根据所测物理量进行分析并写出可能得到的结论:
图15是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换到加热和保温两种状态, R1、 R2是发热电阻,热水器主要参数如下表。热水器正常加热35min,可使满箱水的温度从25℃升高到55℃,水的比热容为4.2 J/( kg ),请你解答:
( 1)开关S跳至_______触点位置时,热水器进入保温状态;
( 2) R1的阻值;
( 3)在上述加热任务中,水吸收的热量;
( 4)在上述加热任务中,热水器的加热效率.
某生态园设计了模拟日光和自动调温系统,实现照明、保温和加热的功能。其原理如16图所示,电源电压恒为220V,R1和 R2是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响), R1=10Ω R2=30Ω, L是标有“220V 160W”的照明灯泡,白天有日光的时候, S1、 S2均断开,开启该系统的保温功能并连续工作10h;晚上温度较低的时候, S1、 S2均闭合,开启加热和照明功能。灯泡正常发光,此状态下系统也需连续工作10h, 若一天工作的20h内电热丝放出的热量完全
由该生态园自产的沼气提供,其热效率为50%,q沼气=1.8×107J/m3,请解答:
( 1)当开关都S1、 S2都______时,系统处于保温状态;
( 2)晚上工作时电路的总功率;
( 3)电热丝一天工作20h放出的热量;
( 4)每天需要完全燃烧的沼气的体积.