题目内容
【题目】某实验小组描绘规格为“2.5V 0.6W”的小灯泡的伏安特性曲线。实验室提供下列器材:
A. 电流表A(量程为0-300mA,内阻约1)
B. 电压表V(量程为0-3V,内阻约5k)
C. 滑动变阻器R(0-10,额定电流1.5A)
D. 直流电源(电动势3V,内阻忽略不计)
E. 开关一个、导线若干
①若采用如上图(甲)所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压表的右端应与电路中的_______点相连(选填“a”或“b”)。开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片P应该置于_______端(选填“c”或“d”)。
②测量后,该小组根据实验数据,利用Excel拟合出小灯泡的I-U特性曲线如图(乙)所示。图线发生了弯曲,其原因是_________________________________;根据图线,小灯泡两端电压为1.50V时,其实际功率P约为_______W(结果保留2位有效数字)。
③在分压电路中,如何选择合适的滑动变阻器?
负载电阻R0=50Ω,有四种规格的滑动变阻器,最大阻值R1分别为5Ω、20Ω、50Ω、200Ω。将它们分别接入如图(甲)所示的电路。保持M、N间电压恒定,从左向右移动滑片P,研究电压表的电压U与滑动变阻器接入电路的长度x的关系,画出U-x图像,如图(乙)所示。
设,要求滑动变阻器对电压的调节最好是线性的,不要突变,电压的变化范围要尽量大。满足上述要求的k值的理想范围为_______
A.k<0.1 B.0.1≤k≤0.5 C.k>1
【答案】 a c 灯丝的电阻随温度的升高而增大 0.33 B
【解析】①小电珠(2.5V,0.6W),小电珠正常发光时的电阻为: ≈10.4Ω,灯泡电阻为10.4Ω,电流表内阻约1Ω,电压表内阻约为5kΩ,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,由图1所示电路图可知,电压表的右端应与电路中的a端。由图1所示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于c端。
②图线发生了弯曲,其原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大;根据图线,小灯泡两端电压为1.50V时,电流为0.22A,则其实际功率P=IU=0.33 W。
③由图乙可知,当k=0.1-0.4时,图像接近于直线,且电压的变化范围也较大,则若要求滑动变阻器对电压的调节是线性的,不要突变,电压的变化范围要尽量大,则要求的k值的理想范围为0.1≤k≤0.5,故选B.