题目内容
1.小明同学为描绘小灯泡的伏安特性曲线,准备了如下器材:A.电压表V(量程0~3V,内阻约2Ω)
B.电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω)
C.滑动变阻器R0(全阻值5Ω,额定电流2A)
D.电池组E (电动势4.5V,内阻r=1.0Ω)
E.小灯泡(3V,1.0W)
F.开关S,导线若干
(1)根据所提供的实验器材,在答题纸的虚线框内画出实验原理图;
(2)按照原理图在实物图上连成测量电路;
(3)实验中描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示,若将小灯泡与定值电阻R1(阻值为R1=15Ω)并联后再与定值电阻R2(阻值为R2=14Ω)串联后直接接到电池组E两端,则小灯泡实际消耗的功率为P=0.15W.(结果小数点后保留两位)
分析 (1)明确实验原理,从而确定滑动变阻器接法以及电流表的接法;
(2)根据原理图可连接实物图;
(3)根据对应的电路进行分析,根据闭合电路欧姆定律列式进行分析,在I-U图象中作出对应的I-U图象,从而确定灯泡的工作点,由P=UI即可求得对应的功率.
解答 解:(1)电流表采用外接法;同时要求电压变化从零开始,故滑动变阻器采用分压式接法,同时因灯泡内阻较小,故电流表应采用电流表外接法;故电路图如图甲所示
(2)根据原理图即可得出实物连线如图乙所示.
(3)设小灯泡两端的电压为U,流过的电流为I,则由闭合电路欧姆定律得E=U+(I+$\frac{U}{{R}_{1}}$)(r+R2),整理并代入数值得U=2.25-7.5I或I=0.30-$\frac{2}{15}U$,I-U图线如图丙所示,交点即为工作点,由图可知,电压U=0.9V,电流I=0.19A,代入数据得:P=0.8×0.19=0.15W(在0.13~0.17之间均给分).
故答案为:(1)如图甲所示;(2)如图乙所示;(3)0.15.
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,知道实验中图象的正确应用,能根据图象分析灯泡的工作点是解题的关键.
练习册系列答案
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