题目内容
1.用以下器材测量一待测电灯泡Rx的阻值(900~1000Ω):电源E,具有一定的内阻,电动势约为9.0V;
电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;
电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;
滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关K,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,为了较好地测得灯泡电阻Rx,实验中要多测几组数据,试在图中虚线框内画出进行实验的最佳电路原理图(部分元件已画出,原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)
(2)若电压表V1的读数用U1表示,若电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=$\frac{({U}_{2}-{U}_{1}){r}_{1}}{{U}_{1}}$
(3)利用这个实验的装置和电路原理图进行实验,并对测得的数据进行适当的整理,能否描绘出灯泡的伏安特性曲线?答:能
(4)若灯泡就在额定电压下工作,计量光学中要测量灯泡的发光强度I,下图为一测量的装置,待测灯泡Rx取作灯泡b.AB是一个有刻度的底座,两端可装两个灯泡,中间带一标记线的光度计可在底座上移动,通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同,已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比.现有一个发光强度为I0的标准灯泡a和待测灯泡b.分别置于底座两端(如图2).
结合图中给出的数据,测定待测灯泡的发光强度Ix=IX=$\frac{{r}_{2}^{2}}{{r}_{1}^{2}}$I0.
分析 (1)由于本实验需测定的电阻Rx的阻值(900~1000Ω),接近电压表V1和V2的内阻,电阻值较大,属于大电阻,电源电动势9V,大于两个电压表的量程,电压表内阻都已知,可将电压表当作大电阻使用,所以要将电阻与电压表串联,采用串联分压法,将一个电压表当电流计使用,另一个电压表就当电压表使用,滑线变阻器R的最大阻值远小于电阻Rx,故必须采用分压接法;
(2)电阻Rx的电压等于并联电压表的电压,电流等于干路电流减去与电阻Rx并联的电压表的电流,由于电压表内阻已知,通过它们的电流等于其两端电压除以其阻值.
(3)根据实验原理明确能否描绘伏安特性曲线;
(4)根据题中照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比列式计算.
解答 解:(1)在实验中测定的电阻Rx的阻值(900~1000Ω)接近电压表V1和V2的内阻,属于测定大电阻,所以采用灯泡与电压表V1串联再与V2并联,或者采用灯泡与V1并联后与V2串联; 此外滑线变阻器R的最大阻值很小,必须采用分压接法,故实验电路原理图如下方的左图或右图
(2)以右图为例,则有:U2=U1+Rx$\frac{{U}_{1}}{{r}_{1}}$
化简得Rx=$\frac{({U}_{2}-{U}_{1}){r}_{1}}{{U}_{1}}$
(3)因为实验所用的电路中,滑动变阻器采用分压式接法,所以灯泡上的电压有比较大的变化范围,所以能描绘出灯泡的伏安特性曲线.
(4)接通电源,移动光度计使两边的照度相同,测出距离r1和r2,即可得待测灯泡的发光强度
根据照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比,有$\frac{{I}_{X}}{{I}_{0}}$=$\frac{{r}_{2}^{2}}{{r}_{1}^{2}}$;
解得IX=$\frac{{r}_{2}^{2}}{{r}_{1}^{2}}$I0
故答案为:(1)如图
(2)$\frac{({U}_{2}-{U}_{1}){r}_{1}}{{U}_{1}}$
(3)能
(4)$\frac{{r}_{2}^{2}}{{r}_{1}^{2}}$I0
点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的实验,注意题目中没有给出电流表,要明确由于电压表内阻已知,可以当作电流表使用,而且电压表内阻与待测电阻的阻值相接近,故将一个电压表与待测电阻并联,另一个与电压表串联分压,当电流计使用,在解题时要注意体会这种使用方法.
A. | 向着地球做自由落体运动 | B. | 向前做平抛运动 | ||
C. | 向后做平抛运动 | D. | 继续绕地球做匀速圆周运动 |
A. | 等于$\frac{mg(R+h)}{2}$ | B. | 小于$\frac{mg(R+h)}{2}$ | C. | 大于$\frac{mg(R+h)}{2}$ | D. | 等于$\frac{mgh}{2}$ |
A. | 4.8V | B. | 4.3V | ||
C. | 4.1V | D. | 应介于4.1V和4.8V之间 |
A. | a处质点 | B. | b处质点 | C. | c处质点 | D. | d处质点 |
A. | E1=E2,φ1=φ2 | B. | E1≠E2,φ1=φ2 | C. | E1=E2,φ1≠φ2 | D. | E1≠E2,φ1≠φ2 |
A. | 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 | |
B. | 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 | |
C. | 铯原子核(${\;}_{55}^{133}$Cs) 的结合能小于铅原子核(${\;}_{82}^{208}$Pb) 的结合能 | |
D. | 比结合能越大,原子核越不稳定 |
A. | β衰变现象说明:电子是原子核的组成部分 | |
B. | 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 | |
C. | α粒子散射实验用的金箔,可以用轻金属箔铝箔 | |
D. | 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 |