题目内容
【题目】某学习小组拟研究一个标有“3.6V,1.8W”的小电珠的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
①电流表A,量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω;
②电压表V,量程0~15V,内阻约为15kΩ;
③滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;
④学生电源E,电动势为4V,内阻不计;
⑤开关S及导线若干.
(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量,请按照图甲所示的电路图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来___________.
(2)甲同学在实验中发现,由于电压表的量程较大而造成读数误差很大,因而影响了测量结果.于是又从实验室找来一量程为Ig=100μA、内阻Rg=1000 Ω的灵敏电流计,想把该灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,则需串联一个阻值为________Ω的电阻.
(3)甲同学用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如表所示:
I1(A) | 0 | 0.19 | 0.30 | 0.37 | 0.43 | 0.46 | 0.48 | 0.49 |
I2(μA) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
请在图丙中的坐标纸上画出I1-I2图线______.
(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中,则该小电珠消耗的电功率约为________W.已知电源的电动势为E′=3.0 V,内阻r=1.5Ω,定值电阻R0=4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)
【答案】连接图见解析 49000 图像见解析 0.35
【解析】
(1)[1]如图所示.
(2)[2]设需要串联的电阻阻值为Rx,则有:
Ig(Rg+Rx)=5 V
代入数据可得Rx=49 000 Ω.
(3)[3]根据表格数据可以的下图
(4)[4]将定值电阻R0看做该电源的内阻的一部分,则内阻r′=6 Ω,由此可得路端电压:
U=E′-Ir′
在I1-I2图线所在坐标纸上作出该I-U图象如上一问图所示,可知其交点坐标表示的电流约为0.32 A,电压约为1.1 V,所以该小电珠消耗的功率约为:
P=UI=0.32×1.1 W≈0.35 W.