题目内容
【题目】某小组内的同学要做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验,要求测量数据尽量精确,绘制曲线完整,可供选用的器材如下:
A.小灯泡(3.8V 0.3A)
B.学生电源(电动势为6V,内阻约1Ω)
C.电流表A(量程为0~200mA,内阻10Ω)
D.电压表V(量程为0~4V,内阻约4kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值1500Ω,允许通过的最大电流0.3A)
G.定值电阻R3(阻值等于1Ω)
H.定值电阻R4(阻值等于10Ω)
I.开关一个、导线若干。
(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁________。
(2)请根据(1)中所画的电路图,补充完成图甲中实物电路的连线_________。
(3)接闭合关,改变滑动变阻器滑动端的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次测量中,电流表、电压表示数如图乙所示,可知该状态下小灯泡电阻的测量值为_______Ω(计算结果保留3位有效数字)。
(4)根据实验数据,画出的小灯泡I-U图线如图丙所示。利用图像计算某一工作状态的小灯泡的电阻值的方法是___________________________________。
【答案】 12.5 该点与坐标原点连线的斜率的倒数的一半表示小灯泡的电阻值
【解析】(1)电流表的最大电流为200mA,小于小灯泡的额定电流,必需把电流表与定值电阻R4并联,使其量程增大一倍才能进行测量。“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验用图象法处理实验数据,要多测几组数据,所以滑动变阻器要接分压。并且越小控制电路越好,滑动变阻器选R1,改装后的电流表采用外接法,电路图如图所示:
(2)根据(1)的电路原理图接实物图如图所示:
(3)由图乙可知,电流为0.144A,电压为3.6 V,小灯泡的电阻;
(4)由I-U图线的物理意义可知,利用图像计算某一工作状态的小灯泡的电阻值的方法是,该点与坐标原点连线的斜率的倒数的一半表示小灯泡的电阻值。