题目内容
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
①小灯泡L,规格“4.5V.0.5A”;
②电流表A,量程0.6A,内阻r约为0.2Ω;
③电压表V,量程15V,内阻约为15 kΩ;
④滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;
⑤学生电源E,电动势6V,内阻不计;
⑥开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了下图(右图)所示的电路进行测量,请按照右边电路图把实物图中未完成的连线补充完整.
(2)乙同学经分析发现甲同学实验精度不高,又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱(0—99999.9Ω),想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,需要把电阻箱调成 Ω的阻值,并与灵敏电流计 (填“串”或“并”)联在电路中来替代实验中的电压表.
(3)乙同学用改装的电压表实验得到数据,现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I,横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG,画出I -IG图线,他已经把数据画在坐标纸上,请帮他把图线画出来.
(4)乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数。请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为 ℃。
(1)
(2) 49000Ω 串联 (3)连成折线的不给分,连成光滑曲线即可给分(4) 840~870均可
解析试题分析:(1)伏安特性曲线滑动变阻器要求连接为分压式,根据小灯泡电阻约为,而,根据小外偏小,电流表选择外接式,如下图
(2)把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表需要串联一个大电阻,串联后的总电压最大等于,即电流最大时,电压等于,所以有可得。
(3)用光滑的曲线把个点描起来如下
(4)27℃时电阻是2.1Ω,带入公式R=k(273+t)可得, 当灵敏电流表的电流IG=60μA时改装后的电压表读数即,而此时根据上一问的图像可判断电流表A的读数为,所以灯泡电阻为,带入公式R=k(273+t)可得温度
考点:描绘小灯泡伏安特性曲线的实验探究
做“探究力的平行四边形定则”实验时:
⑴部分实验步骤如下,请完成有关内容:
①在水平放置的木板上,固定一张白纸。
②把橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴两根带套的细线。
③用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套,把结点拉至O点,此时,需要用铅笔记录下 的位置及两个细绳的方向和 。
④再改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套,仍把结点拉至O点,记下弹簧秤的示数和细绳的方向
⑤在O点按同一标度,作出F1、F2、F力的图示。
⑥利用平行四边行定则作F1、F2的合力F合
⑦比较F合和F的大小和方向并得出结论
⑵同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)。
A.两细绳必须等长 |
B.弹簧秤应与木板平行 |
C.用两弹簧秤同时拉细绳时,两弹簧秤之间的夹角应为90° |
D.拉橡皮条的细绳要适当长些,标记同一细绳方向的两点要远些 |
(12分)如图甲所示,为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的伏安特性曲线的实验电路图。
(1)根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整。(4分)
(2)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于____ ____端(选填“A”、“B”或“AB中间”)(2分)
(3)实验中测得有关数据如下表:根据表中的实验数据,在图丙中画出小灯泡的I—U特性曲线(用横坐标表示U)。(4分)
U/V | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 | 2.40 | 2.80 |
I/A | 0.10 | 0.16 | 0.20 | 0.23 | 0.25 | 0. 26 | 0.27 |
(4)根据你描绘的I—U特性曲线,可求得灯泡的额定功率为 W.(2分)