题目内容

现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线，要求所测电压范围为0.1V～4V．现有器材：
A．直流电源E：电动势4.5V，内阻不计；
B．电压表V：量程4.5V，内阻约为4×104Ω；
C．电流表A1：量程250mA，内阻约为2Ω；
D．电流表A2：量程500mA，内阻约为1Ω；
E．滑动变阻器R1：阻值范围0-10Ω，额定电流2A；
F．滑动变阻器R2：阻值范围0-200Ω，额定电流0.5A；
G．电键S，导线若干．
（1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
A2
A2
（填“A1”或“A2”），
应该选用的滑动变阻器是
R1
R1
（填“R1”或“R2”）；
（2）完成实物图的连接；
（3）通过实验得到如下部分数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压），
 I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
 U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
分析表格中的小灯泡的I-U数据，可知小灯泡的电阻随电流变大而变大，原因是
电流越大灯丝温度越高，电阻率变大，从而电阻变大
电流越大灯丝温度越高，电阻率变大，从而电阻变大
．
分析：选择器材需安全、精确，通过小灯泡的额定电流确定出电流表的量程．通过比较灯泡的电阻与电流表内阻和电压表内阻的关系，确定电路的选择，若灯泡的电阻远小于电压表的内阻，采取外接法，若灯泡的内阻远大于电流表的内阻，采用内接法．
解答：解：（1）小灯泡的额定电流I=
P
U
=0.4A=400mA，故电流表应选量程为500mA的，即A2；滑动变阻器阻值太大，不便调节，所以选用的滑动变阻器是R1．
（2）小灯泡的电阻R=
U2
P
=10Ω，由于R?RV，故应选电流表外接法．
要求所测电压范围为0.1V～4V．所以滑动变阻器采用分压式接法．
实物图为：

（3）小灯泡的电阻随电流变大而变大，原因是电流越大灯丝温度越高，电阻率变大，从而电阻变大．
故答案为：（1）A2、R1；（2）如图；（3）电流越大灯丝温度越高，电阻率变大，从而电阻变大．
点评：电学实验变化多样，是高考必考内容，解答的前提是明确实验原理、正确进行仪器选择、掌握安培表内外接法和滑动变阻器的分压、限流接法等．
练习册系列答案
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（1）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数
6.124
6.124
mm；

（2）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1V～4V．
现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表V（量程4.5V，内阻约为4×104Ω），电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω），电流表A2（量程500mA，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω），电键S，导线若干．
如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
A
 
2
A
 
2
，上面两个电路应该选用的是
甲
甲
．
（3）在“验证机械能守恒实验”中，有如下步骤：在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁（如图甲），通电时，小球被吸在电磁铁上，断电时，小球自由下落．铁架台上有可以移动的光电门．当小球经过光电门时，光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t．
①如图乙所示，用游标卡尺可测得小钢球的直径：d=
0.52
0.52
cm；实验时将小钢球从图示位置由静止释放，由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则小球经过光电门时的瞬时速度为
0.43
0.43
m/s（所有结果均保留2位有效数字）．
②在本次实验中还必须测量的物理量是
小球出发点到光电门的距离L
小球出发点到光电门的距离L
（请用文字说明并用相应的字母表示）．
③本实验通过比较
gL
gL
和
d
2
 
2
△t
2
 
d
2
 
2
△t
2
 
（用以上所测量的物理量符号表示），在实验误差允许的范围内相等，就可以验证小球机械能守恒．
现要测定一个额定电压为4V、额定功率为1.6W的小灯泡（图中用?表示）的伏安特性曲线．要求所测电压的范围为0.1V～4V．
现有器材：直流电源E（电动势为4.5V，内阻不计）、电压表（量程为4.5V，内阻约4×104Ω）、电流表（量程为250mA，内阻约2Ω）、电流表（量程为500mA，内阻约1Ω）、滑动变阻器R（最大阻值约30Ω）、开关S和导线若干．如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应该选用的电流表是
量程为500mA
量程为500mA
；在如图甲、乙所示的两个电路中，应该选用的是
甲
甲
．
（2011?唐山模拟）现要测定一个额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的伏安特性曲线．现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）；电压表（量程4.5V，内阻约4×l04Ω）；电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω）；电流表A2（量程400mA，内阻约为1Ω）；滑动交阻器（最大阻值约10Ω），电键S，导线若干．
（1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
A2
A2
；
（2）在空格内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小；
（3）结合实验中所描述的图象，P点小灯泡的电功率为
．
（1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0V～5.5V．
现有器材：
直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
电压表精英家教网（量程6V，内阻约为4×104Ω）；
电流表精英家教网（量程300mA，内阻约为2Ω）；
电流表精英家教网（量程600mA，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；
电子键S，导线若干．
①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
 
．
②如图1已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
（2）某同学用如图2所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
①他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的步骤是
 
，操作不当的步骤是
 
．
②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析．如图3所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度
 
m/s，计算出该对应的
1
2
v2=
 
 m2/s2，gh=
 
 m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式
 
，即可验证机械能守恒定律．（g=9.8m/s2）
③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以
v2
2
为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图4中的
 
．
④他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图5示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v=
 
．如果d、t、h、g存在关系式
 
，也可验证机械能守恒定律．
⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：
 
．
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现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用?表示）的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1V～4V．现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表精英家教网（量程4.5V，内阻约为4×104Ω）电流表精英家教网（量程250mA，内阻约为2Ω），电流表精英家教网（量程500mA，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大值约为30Ω），电键S，导线若干．如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
 
（填精英家教网或精英家教网），滑动变阻器R应用
 
接法（填“限流式”、“分压式”）．电流表应
 
  （填“外接法”或“内接法”）

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