(2013•长春)在学校科技节上,甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路,同时还想研究灯泡亮度改变时

(2013•长春)在学校科技节上,甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路,同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况.老师提供的器材有:“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡(灯丝电阻随温度的升高而增大)、滑动变阻器,电流表和电压表、开关、导线若干、电源(电压相等且保持不变).
两组同学连接好电路后,调节滑片过程中电表示数都发生变化,当两组电路的灯泡都正常发光时,恰好电压表示数均为3.8V,电流表示数均为0.3A,并且甲组的灯泡比乙组的暗.
(1)请将甲组同学设计的电路图补充完整(如图)
(2)两组同学所使用的电源电压是______V.
(3)调节滑动变阻器的滑片,使两组电路中小灯泡两端的电压均为2.5V时,______(选填“甲组”或“乙组”)灯较亮.
(4)乙组同学在研究灯泡电功率变化情况时,想通过测量来比较以下两种情况灯泡电功率的大小关系:
①灯泡实际电压为额定电压一半时的电功率P1
②灯泡实际电流为额定电流一半时的电功率P2
老师告诉他们不用测量也可以比较,同学们经过分析得出P1与P2之间正确的关系是P1______ P2
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陷饼 幼苗

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(1)由题意可知,甲组使用的是额定电压为2.5V的灯泡,电压表与滑动变阻器并联,电路图如图所示.
(2)甲灯正常发光时灯泡两端电压为额定电压2.5V,由题意知,滑动变阻器两端电压为3.8V,则电源电压为2.5V+3.8V=6.3V.
(3)电压为2.5V时,甲的实际功率P=2.5V×0.3A=0.75W,∵I=[U/R],∴灯泡乙的电阻R=
U乙额
I乙额=[3.8V/0.3A]≈12.67Ω,
电压为2.5V时,乙的实际功率P=
U2
R乙=
(2.5V)2
12.67Ω≈0.49W,甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,则甲灯亮.
(4)灯泡实际电压为其额定电压一半时,它的实际功率P1>[1/4]P,实际电流等于额定电流一半时,实际功率P2
1
4P,则P1>P2
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)6.3;(3)甲组;(4)大于.

1年前

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