题目内容
5.绘制一个标有“3V 0.5A”小灯泡的伏安特性曲线.实验室提供的实验器材有:A.电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω)
B.电流表A1(量程为0~600mA,内阻约0.5Ω)
C.电流表A2(量程为0~3A,内阻约0.1Ω)
D.电压表V1(量程为0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表V2(量程为0~15V,内阻约15kΩ)
F.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器R2(最大阻值100Ω,额定电流0.5A)
H.电键一个、导线若干.
(1)为了能多测几组数据并能从零开始测量,电流表选择B,电压表选择D,滑动变阻器选择F(填器材前的符号).请在答题卡上的虚线内画出实验电路图.
(2)在按照合理的电路及操作测量后,作出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线.将此小灯泡接入如图乙所示的电路中,已知电源电动势E=3.0V,r=5Ω,定值电阻R=5Ω,则小灯泡两端的电压为0.85V(保留2个有效数字)
分析 (1)明确灯泡的额定电压和电流,从而确定电流表和电压表,根据实验原理明确本实验采用分压接法,从而选择对应的滑动变阻器;
(2)根据电路结构进行分析,作出对应的灯泡电压和电流间的关系图象,从而明确灯泡的实际电压.
解答 解:(1)根据灯泡的额定值可知,灯泡额定电压为3V,故电压表选择D;由额定电流为0.5A可知,电流表应选择600mA的B;由于本实验采用滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器应选择总阻值较小的F;
根据实验原理可知,本实验应采用滑动变阻器分压接法,同时因灯泡内阻较小,故应采用电流表外接法,故电路图如图所示;
(2)设灯泡电压为U,电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知:
U=E-(I+$\frac{U}{R}$)r
代入数据可得:
U=3-(I+$\frac{U}{5}$)×5
变形可得:
U=1.5-2.5I;在甲图中作出对应的I-U图象,如图所示,交点即表示灯泡的工作点,由图可知,灯泡电压U=0.85V,
故答案为:(1)B;D;F;(2)0.85V.
点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的描绘实验,要注意明确实验原理,知道本实验中采用滑动变阻器分压接法以及电流表外接法,同时注意根据图象分析数据的基本方法.
练习册系列答案
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