某兴趣小组在研究“串联电路特点”的活动中,将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路(如图甲)。闭合开关S1,发现LED灯亮而小灯泡L不亮。针对这种现象,同学们提出了以下猜想:
猜想一:小灯泡L处发生短路
猜想二:LED灯电阻很大导致电路电流很小
为了验证猜想,小组同学进行如下实验:
实验一:将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端,根据观察到的现象否定了猜想一。
实验二:利用电流表和电压表,按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量。闭合开关依次移动滑动变阻器的滑片,获得多组数据如下表。经分析,结果支持猜想二。
实验次数 |
电压(伏) |
电流(毫安) |
电阻(欧) |
1 |
1.4 |
12 |
116.7 |
2 |
1.6 |
14 |
114.3 |
3 |
1.8 |
16 |
112.5 |
… |
… |
… |
… |
(1)实验一中观察到的现象是 。
(2)实验二中,某次测量时电压表示数如图丙所示,此时电压表读数为 伏。
(3)在实验二测定LED灯电阻的过程中,滑动变阻器的滑片向 端移动。
、如下图(a)所示电路中,电灯L1的电阻为10Ω,电压表V1、V2所用的量程不明,开关S闭合后,
V1、V2的示数分别是图(b)中所示,那么V2用的量程是_________,灯L1的功率为_________W。
LED灯是一种新型的环保节能灯,小林为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率,他用如图所示的装置进行了实验(其中R0为光敏电阻,其电阻值与光照强度成反比)其实验步骤如下:
① 先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座,通过调整,使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm,灯泡与热敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S1,通电10min,分别读出温度计和电流表的示数,并填入下表。
灯泡类型 |
盒内初温 |
盒内末温 |
电流表示数 |
白炽灯 |
20℃ |
78℃ |
6mA |
普通节能灯 |
20℃ |
50℃ |
15 mA |
LED灯 |
20℃ |
35℃ |
60 mA |
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座,重复上述实验。
根据小林的探究,请回答:
(1)电能转化为内能最多的灯是____________,这是通过观察_________________来比较的。
(2)电能转化为光能最多的灯是____________,这是通过观察_________________来比较的。
(3)LED灯的发光效率较______ (填“高”或“低”)。
(4)综合分析表中数据可知,15W的LED灯的发光亮度与______W的白炽灯发光亮度相当。
测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 _______ 。
(2)用笔画线代替导线,连接完整如图a所示的实物电路。
(3)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于 _____ (选填“A”或“B”)端。
(4)闭合开关,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是 ___________________ (写出一种即可)。
(5)排除故障后,闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图b所示,其读数为 ______ V;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 ________ (选填“A”或“B”)移动。
(6)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图c所示的I – U图象。由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是 ______ Ω;小灯泡的额定功率是 ________W。
(7)根据图像可判断小灯泡的电阻随电压升高逐渐________,原因是______________________________。
在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中:
(1)利用如图(甲)所示实验电路,探究“通过导体的电流跟电压的关系”时:
①需要个定值电阻。
②滑动变阻器的作用是。
③利用实验数据作出的I- U关系图线,与图13(乙)中的最接近。
(2)实验数据记录如下:
表1 U=3V
实验次序 |
R/Ω |
I/A |
1 |
5 |
0.6 |
2 |
10 |
0.3 |
3 |
20 |
0.15 |
表2 R=20Ω
实验次序 |
U/V |
I/A |
1 |
2 |
0.1 |
2 |
4 |
0.2 |
3 |
6 |
0.3 |
分析表1数据,可以得出的结论是:________________________________________。
分析表2数据,可以得出的结论是:________________________________________。
在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中:
(1)甲同学的猜想是:①电阻可能与导体的材料有关。
乙同学的猜想是:②电阻可能与导体的温度有关。
丙同学的猜想是:③电阻可能与导体的横截面积有关。
根据你掌握的电学知识,你认为:④电阻还与___________________有关。
(2)现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如下表。选用导线A和B进行实验,可以探究___________(选填“甲” “乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想①应该选用___________(选上面表格中导线的字母代号)两根导线进行实验。