题目内容
6.某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线,并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题.(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路图连接完整.
(2)连好电路后,开关闭合前,图甲中滑动变阻器R的滑片应置于A(填“A端”、“B端”或“AB正中间”).
(3)闭合开关,向B端调节滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大”,则分析电路的可能故障为B.
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,该同学完成了实验.根据实验数据,画出的小灯泡I-U图线如图乙.形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为灯丝电阻受温度影响,随温度升高而增大.
(5)已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是1.5Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数.根据I-U图线,估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为987℃.
分析 根据实物图画电路图,确定电流表的内外接和滑动变阻器的接法.
分压电路闭合开关前滑片应在分得的电压最小处.
根据电路故障现象分析电路故障原因.
分析图象特点,根据欧姆定律分析答题.
解答 解:(1)要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡电阻较小,电流表应采用外接法.
实物电路图如图所示:
(2)由电路图可知,闭合开关前,滑片应置于A端,此时分压电路分压最小.
(3)若灯泡短路、电流表和滑动变阻器断路,则电压表的读数均为零,故ACD错误,如果灯泡断路,则电压表与电流表组成分压电路,向b端调节滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大,故电路故障是灯泡断路,
故选:B.
(4)因为灯丝电阻受温度影响,随温度升高而增大,因此小灯泡伏安特性图线是曲线.
(5)该灯泡正常工作时电压U=3V,
根据欧姆定律得R=$\frac{3}{0.475}$=6.3Ω
已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是1.5Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),
解得:k=0.005,
所以该灯泡正常工作时灯丝的温度约为t=987℃.
故答案为:(1)如图
(2)A
(3)B
(4)灯丝电阻受温度影响,随温度升高而增大;
(5)987
点评 本题考查了描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作,尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点,在平时中要加强训练.
练习册系列答案
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B. | 当t=$\frac{1}{600}$s时,c、d间的电压瞬时值为110V | |
C. | 单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变大 | |
D. | 当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小 |
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A. | 该电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 | |
B. | c点电势可能为φc=15V | |
C. | b点的场强大于a点的场强 | |
D. | 该电荷在a点的动能大于在b点的动能 |