题目内容
19.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡标有“10V 5W”的字样,其他可供选择的器材有:A.电压表V1(量程15V,内阻80kΩ)B.电压表V2(量程6V,内阻20kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻0.2Ω)
D.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~1000Ω,0.5A)
F.滑动变阻器R2(0~20Ω,2A)
G.学生电源E(8~12V)
H.开关S及导线若干
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成U-I关系曲线如图甲所示.
(1)实验中电压表应选用A,电流表应选用D,滑动变阻器应选用F;(均填写器材对应的字母序号)
(2)在虚线框乙中画出实验所用的电路图;
(3)现把实验中使用的小灯泡接到如丙图所示的电路中,其中电源电动势E=10V,内阻r=2Ω,定值电阻R=38Ω,此时灯泡的实际功率为0.38W.(结果保留两位有效数字)
分析 (1)明确灯泡的额定值,从而根据安全和准确性原则确定电表和滑动变阻器;
(2)明确实验原理和实验要求,确定滑动变阻器以及电流表的接法,从而确定电路;
(3)根据灯泡的伏安特性曲线进行分析,作出等效电源的伏安特性曲线,两图的交点即为灯泡的工作点,从而由P=UI求解实际功率.
解答 解:(1)因灯泡的额定电压为10V,故电压表应选择15V的量程A;由P=UI可知,灯泡额定电流为:I=$\frac{P}{U}$=$\frac{5}{10}$=0.5A,故电流表应选择D;
由于采用滑动变阻器分压接法,因此滑动变阻器应选择总电阻较小的F;
(2)由于本实验中电压由零开始调节,故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,原理图如图所示;
(3)电压电动势为10V,将定值电阻等效为电源内阻,则等效内阻为40Ω,在对应的灯泡伏安特性曲线中作出等效电源的伏安特性曲线,两图的交点为灯泡的工作点,则可知,电流I=0.19A,电压U=2.0V,则功率P=UI=2.0×0.19=0.38W;
故答案为:(1)A,D,F;(2)如图所示;(3)0.38.
点评 本题考查描绘灯泡伏安特性曲线的实验,要注意明确实验原理,知道实验电路,同时注意明确灯泡的伏安特性曲线的性质,明确其电阻随温度的升高而变化,故在求解实际功率时要应用图象求解.
练习册系列答案
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