课外综合实践活动中,小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路.实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了,让小华惊奇的是,原来发光较弱的甲灯泡不发光了,而乙灯泡不仅没熄灭,反而更亮了,仔细观察电路后;还发现这时电压表的示数为1.6V(电压表测甲灯泡两端的电压),电源电压为4V.小华对此产生了疑问:玻璃外壳打碎后,甲灯仍有电流通过为什么不发光呢?小组的同学提出了以下两种猜想:
猜想1:甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流。
猜想2:甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率。
请回答下列问题:
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想1是_______(正确/错误)的,你认为他们判断所依据的现象是_____________.
(2)为了验证猜想2,由于手头没有电流表,小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据,以及不同电压下的发光情况(如下表所示),并作出了该灯泡电流随电压的变化图像.
由试题中信息和前面的讨论,可以判断猜想2是________(正确/错误)的.写出分析(计算)推理的过程.
(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后,引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么?同组的小兰同学联想到,刚从炼钢炉里倒出来的钢水,温度很高,发出耀眼的白炽光,一段时间后,温度降低,钢水凝固,发出红光直至不发光.提出新的猜想:甲灯灯丝的玻璃外壳打碎后,灯丝可能因___________而不发光,为了验证猜想,小兰等同学在前面实验的基础上,适当调高电源的电压后,观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光,但在短时间内灯丝就烧断了.至此,你认为小灯泡玻璃外壳的作用是_________________________________(只要写出其中的一点).
在探究“灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
猜想一:电功率跟电流有关,电流越高,电功率越大.
猜想二:电功率跟电压有关,电压越大,电功率越大。
(1)小明同学就猜想一进行了如下探究:
A.按照如图甲所示的电路图连好电路.
B.更换不同规格的灯泡,移动滑动变阻器R的滑片,分别记下电流表的读数和灯泡的亮度.实验结果如下表所示.
C.小明由此得出:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大.
请你对小明的实验过程进行评估,他的实验有什么不合理之处?应如何改进?
不合理之处:____________________________.改进方法:______________________________________
(2)现有如下器材:不同规格的灯泡2个、电源1个、开关1个、电压表2只、导线若干,请你设计一个实验电路来验证猜想二,并把电路图画在图乙的虚线框内.
(3)探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小明猜想:“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系,”于是,他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验,其实验数据如表一、表二所示.
根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻值之间的关系是____________________________。
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻值之间的关系是____________________________。
为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两段阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变.
(1)在这个实验中,电流产生的热量多少是通过_______________体现出来的,像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”.这种方法在物理学研究中经常用到,请举一例:____________________________________________________________。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与__________的关系.
(3)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与_______________的关系.
(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与气球__________(填气球字母标号)相通的电阻丝产生的热量最多.
(5)教材上的实验装置如图丙所示(烧瓶与图中的相同).比较甲、乙和如图丙所示的两种不同的实验装置,你认为较好的装置是______________________理由是________________。
按下列要求作图.
(1)由一个电源、一只开关和两个阻值相等的电阻组成的电路.电源电压恒定,当开关由闭合变成断开时,电路的总功率减少。请在表格中设计符合题意的两种不同电路.
电路一: |
电路二:
|
(2)小张要将一个“一开一插”开关(即一个开关和一个三线插座连在一起)安装在新房里,左图为实物图,右图为反面接线示意图,a、b是从开关接线柱接出的两根导线,请你帮他将右图中的电路连接完整,使开关控制电灯,插座又方便其他电器使用.
小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。乙烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小。
(1)实验中用到的测量仪器除温度计外,还需要______________________________。
(2)实验前,小红问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题,你认为合理的解释是:________________________________________。
(3)实验中,小明和小红发现__________烧瓶中温度计的示数升高快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越____________________,产生的热量越多。
(4)最后,小明和小红又利用此装置,添加了必要的器材,探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”,他们控制通电时间相等,调节滑动变阻器改变__________,观测其中一根电阻丝所在煤油温度的变化,从而得出结论。
(5)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验。则他们应如何替换上述实验中的器材?请你写出具体的替换方案。(2分)
在“测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率”中,
(1)某同学在连接实验电路时还有导线未接上,如图所示,请你用笔画线代替导线,正确完成电路连接。
(2)连好电路闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数。请写出一种可能的故障原因:______________________________。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表示数为3V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向__________(选填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为__________V时,小灯泡正常发光,此时电流表的指针位置如图所示,则小灯泡的额定功率是__________W,正常发光时的电阻为__________Ω。
(4)实验结束后,某同学想利用连接好的电路研究电流与电压的关系,他__________(选填“能”或“不能”)得出正确的结论。