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某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个...

某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体R,A、B、C是其外露的三个接线柱.为进一步了解导体R的某些特征,他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置:把导线M,N分别与A,C接线柱相连,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得了一组电流表和电压表的读数,并绘制成图丙所示曲线.
(1)小灯泡L的电阻值为______Ω,当它正常工作时,通过的电流是______A.
(2)小明同学在原来连线的基础上,再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数是多少安培?
(3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,则小灯泡消耗的电功率为多少?(温馨提示:本小题可用作图法辅助求解)
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(1)由灯的铭牌求出灯丝电阻和灯正常工作时的电流; (2)再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,画出此时的等效电路图(电阻R和灯L并联),利用欧姆定律求IL,再从图中找出当电压为6V时通过R的电流值I,利用并联电路的电流特点求电流表的示数; (3)把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,画出此时的等效电路图(电阻R和灯L串联),做出灯的U-I图象,找出当电流相等时的电压值,利用电功率的公式求解. 【解析】 (1)灯丝电阻: , 灯正常工作时的电流: ; (2)再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,如右上图所示, ∵U=6V,R与L并联 ∴由图丙可知:I=0.45A, ∴I=I+IL=0.45A+0.5A=0.95A,此时电流表的示数为0.95A. (3)把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,如右下图所示, ∵R与L串联, ∴U=UL′+U′=IL′RL+U′=I′RL+U′, 即:6V=12Ω×I′+U′,-----① 在图丙中做①的图象,与原曲线相交得到: I′=0.3A,此时U′=2.4V, PL′=UL′IL′=(U-U′)I′=(6V-2.4V)×0.3A=1.08W. 答:(1)小灯泡L的电阻值为12Ω,当它正常工作时,通过的电流是0.5A; (2)小明在原来连线的基础上,再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数是0.95A; (3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,则小灯泡消耗的电功率为1.08W.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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