调光台灯上有一个相当于滑动变阻器的旋纽,调节旋纽可控制台灯的明暗.为了研究台灯亮度与台灯实际功率之间的关系,小丽同学连接了如图所示的电路,她将标“3V,1W”的小灯泡接在电

问题描述:

调光台灯上有一个相当于滑动变阻器的旋纽,调节旋纽可控制台灯的明暗.为了研究台灯亮度与台灯实际功率之间的关系,小丽同学连接了如图所示的电路,她将标“3V,1W”的小灯泡接在电源电压恒为4.5伏的电路中进行实验研究.

(1)当电压表的读数为______伏时,小灯泡恰好正常发光,此时电路中的电流为______安.
(2)小丽同学在实验中获得了如下表所示的数据,请通过计算说明,随着台灯实际功率的增大,台灯亮度如何变化?

实验次数 1 2 3 4
电压表的示数(V) 0.90 1.14 1.60 1.96
电流表的示数(A) 0.40 0.38 0.32 0.28
小灯泡的亮度 逐渐变暗
(3)为了便于研究台灯亮度与台灯实际功率之间的关系,请你对小丽同学的电路连接进行改进.(用文字表达即可)

(1)如图,“3V,1W”的小灯泡接在电源电压恒为4.5伏的电路中,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,小灯泡正常发光时灯泡两端的为3V,则电压表示数为4.5V-3V=1.5V,电路中的电流等于小灯泡的额定电流,即I=

P
U
=
1w
3V
=0.33A.
故答案为:1.5、0.33.
(2)台灯两端的电压等于电源电压和电压表示数之差,二者电流相等,根据P=UI得出小灯泡两端的实际功率如下:
第1次实验中,P=UI=(4.5V-0.9V)×0.4A=1.44W;
第2次实验中,P=UI=(4.5V-1.14V)×0.38A=1.28W;
第3次实验中,P=UI=(4.5V-1.6V)×0.32A=0.928W;
第4次实验中,P=UI=(4.5V-1.96V)×0.28A=0.71W;
由此可见,从第1次实验到第4次实验,小灯泡的实际功率逐渐变小,小灯泡逐渐变暗;反之,从第4次实验到第1次实验,小灯泡的实际功率逐渐变大,小灯泡逐渐变亮.
答:随着台灯实际功率的增大,台灯亮度逐渐变大.
(3)为了便于研究台灯亮度与台灯实际功率之间的关系,电压表必须与台灯并联,这样就可以方便观察亮度与灯泡两端电压的关系.
答:对小丽同学的电路连接进行改进的方法是:把电压表并到灯泡上,注意接线时的正负极.