题目内容

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:
小灯泡L,“3.8V、0.3A”
电压表V,量程0~5V,内阻5kΩ
电流表A1,量程0~100mA,内阻4Ω
电流表A2,量程0~500mA,内阻0.4Ω
滑动变阻器R1,最大阻值10Ω,额定电流1.0A
滑动变阻器R2,最大阻值5Ω,额定电流0.5A
直流电源E,电动势约为6V,内阻约为0.5Ω

(1)在上述器材中,滑动变阻器应选
R1
R1
,电流表应选
A2
A2

(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号.
(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)
B
B
分析:(1)器材的选取需安全、精确,根据灯泡的额定电流选择合适的电流表.根据滑动变阻器的额定电流确定合适的滑动变阻器.
(2)由于灯泡的电压和电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法,根据灯泡电阻的大小确定电流表的内外接.
(3)根据灯泡电阻的变化判断功率与U2的关系.
解答:解:(1)灯泡的额定电流为0.3A,电流表A1的量程偏小,则选择电流表A2.若选用滑动变阻器R2,通过R2的电流会超过滑动变阻器的额定电流,所以选择滑动变阻器R1
(2)因为灯泡的电压和电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻大约为12Ω,远小于电压表的内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法,电路图如图所示.
(3)根据I-U图线的斜率表示电阻的倒数,知电阻随电压的增大而增大.P-U2图线的斜率表示电阻倒数的大小,电阻增大,知P与U2图线的斜率减小.故B正确.
故答案为:(1)R1;A2 (2)电路图如图所示(3)B
点评:解决本题的关键掌握器材选择的原则,知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别,以及知道电流表内外接的区别.
练习册系列答案
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(2013?广州三模)(1)某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了如图甲所示的一套装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙.当连上纸带,释放沙桶时,滑块处于静止.要完成该实验,你认为:
①还需要的实验器材有
天平、刻度尺
天平、刻度尺

②实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的条件是
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量

③在上述的基础上,某同学测得滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,测得此时沙和沙桶的总质量m.接通电源,释放沙桶,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证数学表达式为
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
(用题中的字母表示).
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计)
B.直流电表0~3A(内阻0.1Ω)
C.直流电表0~600mA(内阻约0.5Ω)
D.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ)
E.直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)
F.滑线变阻器(10Ω,1A)
G.滑线变阻器(1kΩ,300mA)
①除开关、导线外,为完成实验,需要从上述器材中选用
ACDF
ACDF
(用字母代号)
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图乙所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表的电流表已调零.闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可判断断路的电线是
d
d
;若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是
h
h
;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是
g
g

③下表中的各组数据该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在图丙所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线.
④若将该灯泡与一个10Ω的定值电阻串联,直接接在题中电源两端,则可以估算出该灯泡的实际功率为
1.8W
1.8W
(结果保留两位有效数字)

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