题目内容
【题目】有一个小灯泡上标有“4 V,2W”的字样,现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用:
A.电压表V1(0~5 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表V2(0~10V,内阻约20 kΩ)
C.电流表A1(0~0.3 A,内阻约1 Ω)
D.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.4Ω )
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,2 A)
F.滑动变阻器R2(0~100Ω,0.2 A)
G.学生电源(直流6V)、开关及导线
(1)为了调节方便,测量尽可能准确,实验中应选用电压表______,电流表_____,滑动变阻器_______(填器材前方的选项符号,如“A”,“B”)
(2)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据;请在下面的方框中画出实验电路图____________。
(3)P为上图中图线上的一点,PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,下列说法中正确的是(____)
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
C.对应P点,小灯泡的电阻约为5.33 Ω
D.对应P点,小灯泡的电阻约为24.0Ω
(4)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线,如图所示,若用电动势为4.0V、内阻为8Ω的电源直接给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是_______W(保留两位有效数字)
【答案】A D E AC 0.42W
【解析】
(1)[1][2][3].灯泡的额定电压为4V,电压表应选A;灯泡的额定电流
电流表应选择0~0.6A的量程,故选D;变阻器用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器选E.
(2)[4].灯泡内阻
电压表内约为10kΩ,电流表内阻约为0.4Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,因此电流表应采用外接法;描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示:
(3)[5].AB、由图示I-U图象可知,随电压增大,电流增大,电压与对应电流的比值增大,即灯泡电阻变大,故A正确,B错误;
CD、由图象可知,在P点,小灯泡的电阻为
故C正确,D错误;
(4)[6].根据闭合电路欧姆定律得:U=E-Ir,则有U=4-8I,画出U-I图象如图所示;
交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流,所以小灯泡两端电压为1.2V,电流I=0.35A,所以实际功率为
P=UI=1.2×0.35W=0.42W