14.(2020·淮安)某小组在“设计一个模拟调光灯”的活动中,现提供以下器材:直流电源(电压为4V)

14.(2020·淮安)某小组在“设计一个模拟调光灯”的活动中,现提供以下器材:直流电源(电压为4V)、电流表、电压表、小灯泡(2.5V、0.3A)、灯座、开关、导线、多种规格的定值电阻、多种铅笔芯、金属回形针。设计要求:灯泡的亮度能在较大范围内连续调节且不能被烧坏。
 
(1)金属回形针可在铅笔芯上来回滑动,设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为______;
(2)为了电路安全,需要从下列选项中选取一个合适的定值电阻作为保护电阻(      )
A.5Ω         B.15Ω         C.25Ω         D.50Ω
(3)如图甲所示为设计电路的一部分,请在虚线框内将电路图补充完整(      );
(4)连接好电路,闭合开关,无论怎样移动金属回形针,灯泡亮度的变化都很小,造成该现象的原因:______;
(5)重新调整好电路,闭合开关,移动金属回形针,可实现灯泡的亮度有较大变化。当电压表示数U=2.0V时,电流表的示数I如图乙所示,I=______A.小灯泡消耗的实际功率P=______W。
答案】(1). 滑动变阻器    (2). A    (3). 如图  (4). 铅笔芯的最大阻值太小    (5). 0.26    (6). 0.52;
 
解析
(1)[1]金属回形针可在铅笔芯上来回滑动,设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为滑动变阻器。
(2)[2]由题知,电源电压为4V,小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.3A,
则灯正常工作时,要分去的电压为
由欧姆定律可得,灯之外的电阻为
为了电路安全,需要选取阻值为5Ω定值电阻作为保护电阻。
故选A。
(3)[3]如图甲所示为设计电路的一部分,将变阻器与定值电阻串联连入电路中,如下图所示:
 
(4)[4]连接好电路,闭合开关,无论怎样移动金属回形针,灯泡亮度的变化都很小,说明电路中的电流变化很小,则电路的总电阻变化较小,造成该现象的原因:铅笔芯的最大阻值太小。
(5)[5]电流表的示数如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数0.26A。
[6]则小灯泡消耗的实际功率
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