题目
题型:无锡难度:来源:
①首先,断开开关S1,闭合开关S2,发现两个灯泡一起变亮,亮度相同;
②接着,保持闭合开关S2,再闭合开关S1,发现灯泡L1因短路而熄灭,灯泡L2变得更亮;
③等到L1熄灭一段时间后,又断开开关S1,发现L2的亮度逐渐减弱,而L1逐渐亮起来,过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度.
为什么步骤③中会出现这种有趣的现象呢?小明猜想可能是因为灯泡两端电压变化后,造成灯丝电阻变化所致.为了检验自己的猜想是否正确,小明取其中一个灯泡,重新设计电路,将开关闭合后,测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流,实验数据如下表所示.
U/V | 0 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 11 |
I/A | 0 | 0.71 | 0.94 | 1.27 | 1.55 | 1.80 | 2.03 | 2.14 |
(1)利用欧姆定律,根据表中的数据,求出导体的阻值,发现导体的电阻在增大.原因是,当电压增加时,电流随之增大,灯丝的温度升高,导致电阻变大. (2)在操作③这个步骤中,由于灯L2一直处于通电状态,温度较高,相应的电阻也较大. 当开关S1断开时,灯L1与灯L2串联在电路中,开始时L1的即时电阻比L2的电阻小,故L2分得的电压相应也要大,根据公式P=UI,可以确定,此时的L2的功率大于L1的功率,所以此时亮灯的亮度不同:灯L2与灯L1要亮; 随着通电时间的增加,最终两灯电阻相等,亮度也说就相等了. (3)当两灯亮度相同时,它们的阻值相等,通过它们的电流相等,利用欧姆定律可以确定两个灯泡两端的电压相等,即每个灯泡两端的电压为6V.结合上表中的数据,当灯泡两端的电压为6V时,灯丝的电流为1.55A.此时每个灯泡的功率:P=UI=6V×1.55A=9.3W.总功率为两者之和即18.6W. (4)分析乙丙两个电路可以发现,乙电路中,灯泡与滑动变阻器的左端先并联,再与右端串联,滑片在移动时,不易直接判断电压表示数的变化情况,而丙图中,灯泡与滑动变阻器直接串联,滑动变阻器的调节可直接控制其两端的电压和电流大小.所以丙图更符合实验要求,故选择丙图 故答案为:(1)改变;电压增加时,电流随之增大,温度升高,导致电阻变大. (2)在操作③这个步骤中,由于灯L2一直处于通电状态,温度较高,相应的电阻也较大,当开关S1断开时,灯L1与灯L2串联在电路中,开始时L1的即时电阻比L2的电阻小,故L2分得的电压相应也要大,随着通电时间的增加,最终两灯电阻相等,亮度也说就相等了. (3)18.6W (4)同上. | ||||||||
表为小红同学探究电流跟电压、电阻关系的实验中获取的部分实验数据.根据这些数据,可以得到的初步结论是______. |