题目内容

【题目】在研究描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,提供有以下器材:

A.电压表V105V

B.电压表V2015V

C.电流表A1050mA

D.电流表A20500mA

E.滑动变阻器R1060Ω

F.滑动变阻器R202kΩ

G.直流电源E

H.开关S及导线若干

I.小灯泡(U=5V

某组同学连接完电路后,闭合电键,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端,移动过程中发现小灯未曾烧坏,记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据(包括滑片处于两个端点时UI数据),根据记录的全部数据做出的UI关系图象如图甲所示:

1)根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图____

2)根据实验结果判断得出实验中选用:电压表__(选填器材代号“A”“B”),电流表__(选填器材代号“C”“D”),滑动变阻器__(选填器材代号EF);

3)根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为__V,内阻为__Ω

4)将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连,则每个小灯消耗的实际功率为__W

【答案】 B D E 8 10 0.56

【解析】

1 从图甲可知,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始的,因此滑动变阻器采用的不是分压接法,而是限流接法;从图甲可知,小灯泡的电阻为10Ω30Ω,阻值较小,因此电流表采用外接法,作出的实验电路图如图所示:

2从图甲可知,记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V,因此电压表的量程需要选择15V,故电压表选B;通过小灯的电流I最大为:0.2A=200mA,故电流表的量程需要选择500mA,故电流表选D;电路采用滑动变阻器限流接法,为了便于实验操作,滑动变阻器应选小阻值的,故滑动变阻器选E

3从图甲可知,当滑动变阻器接入电阻为0时,小灯两端电压U1最大为6V,通过小灯的电流I1最大为0.2A,则此时小灯电阻

RL==30Ω

由闭合电路欧姆定律有

当滑动变阻器接入电阻为R2=60Ω时,小灯两端电压U2最小为1V,通过小灯的电流I2最小为0.1A,则此时小灯电阻

RL==10Ω

由闭合电路欧姆定律有

解得电源电动势E=8V,内阻r=10Ω

4将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连,根据闭合电路欧姆定律,有

E=2U+Ir

解得

U=45I

作出此时的UI图象如图所示:

图中交点I=0.18AU=3.1V,即通过每个灯泡的电流为0.18A,每个灯泡的电压为3.1V,故每个小灯消耗的实际功率

P=0.18A3.1V≈0.56W

(由于交点读数存在误差,因此在0.55W0.59W范围内均对)

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