题目内容
【题目】(1)某同学利用“双缝干涉实验装置”测定红光的波长。已知双缝间距为d,双缝到屏的距离为L,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,并将该条纹记为第1亮条纹,其示数如图所示,此时的示数为________mm。然后转动测量头,使分划板中心刻线与第5亮条纹的中心对齐,读出示数,并计算第5亮条纹与第1亮条纹的中心线间距离为Δx。由此可得该红光的波长表达式为_______(用字母表达);某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样,为了使干涉条纹的间距变宽,可以采取的方法是_____________、______________________。
(2)要描绘一个标有“3V 0.8W”小灯泡的伏安特性曲线,要求灯泡两端的电压由零逐渐增加,且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外,还有
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω)
电流表(量程为0~300mA,内阻约为1Ω)
电压表(量程为0~3V,内阻约为3kΩ)
滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
①实验电路应选用图中的________________(填字母代号)
②请按照①中选择的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏___________。
③以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数Ⅰ为纵轴,根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线,如图所示。由图可知:随着电压的增大,小灯泡的电阻_______(选填“增大”或“减小”),其发生变化的原因是________________________________。
④从图线可知,当灯泡两端电流为0.26A时,小灯泡的功率等于_________W(保留两位有效数字)。⑤某同学看到实验室有最大阻值为17kΩ的滑动变阻器R1和最大阻值为100Ω的滑动变阻器R2,用R1和R2分别替换本实验中的滑动变阻器,滑片从左向右滑动过程中,电压表示数随滑片移动距离x的关系曲线如图所示,正确的是_________________.
【答案】 2.430(2.428mm~2.432mm) 换用红色的滤光片 使光屏离双缝距离远一些 B 增大 温度变高,电阻率变大,电阻变大 0.62 B
【解析】(1) 螺旋测微器的读数为2.0mm+0.01×43.0mm=2.430mm;
干涉条纹的间距,所以波长为;
由公式可知,换波长更长的光或增大光屏离双缝的距离即可;
(2) 实验要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,则滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻为,电流表内阻为1Ω,电压表内阻为3kΩ,相对来说,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,因此应选择图B所示电路;
(3) 滑动变阻器采用分压接法,为保护电路安全,闭合开关前,滑片应处于滑动变阻器最左端;根据实验电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示
(4) 由图象可知,随电压增大,通过灯泡的电流增大,由欧姆定律可知,电压与电流的比值增大,即灯泡电阻变大,这是因为灯泡电阻随灯丝温度升高而增大造成的;
(5)由灯泡的伏安特性曲线可知,当电流为0.26A时的电压为2.4V,所以功率为P=UI=
(6) 由图象可知,随电压增大,通过灯泡的电流增大,由欧姆定律可知,电压与电流的比值增大,即灯泡电阻变大
点晴:解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,测量光波波长的原理,注意掌握干涉条纹间距公式的内容,对电学实验要明确以下情况滑动变阻器必须用分压式接法:①要求电压或电流从零调;②变阻器的全电阻远小于待测电阻;③用限流接法时通过电流表的电流大于电流表的量程。