题目内容
3.为了描绘一个“12V、5W”的小灯泡的伏安特性曲线,给定了以下器材:电源:14V,内阻不计;
电流表A1:0~0.6A(内阻约为1Ω)
电流表A2:0~3A(内阻约为0.2Ω)
电压表V:0~15V(内阻约为15kΩ)
滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω
滑动变阻器R2:阻值范围0~1kΩ
开关一个,导线若干
实验时要求加在灯泡两端的电压可以从0V调到12V
①电流表应选A1,滑动变阻器应选R1.(填器件代号)
②图1是实验中的部分实物连线,请你用笔画线代替导线将缺少部分补充完整.
③某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图2所示,某次实验时,小灯泡电流强度大小为0.25A,则此时小灯泡的电阻R3=12Ω.(结果保留两位有效数字)
④实验前该同学根据小灯泡上的标称值“12V、5W”求出了小灯泡电阻R4,发现R3与R4的数值相差较大,请你分析产生这种现象的原因灯泡电阻随温度的升高而增大.
分析 (1)由题中给出的数据进行分析,由P=IU求得电流,则可选择电流表,根据电路的接法选择滑动变阻器;
(2)本实验中应选择滑动变阻器分压接法,根据电阻与电压表和电流表之间的大小关系明确电流表接法;
(3)由得出伏安特性曲线明确0.25A时的电压值,由欧姆定律可求得电阻;
(4)明确灯泡为金属导体,其电阻值值随温度的升高而增大.
解答 解:①由题中数据可知,灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{5}{12}$=0.42A;故电流表只能选择A1
因在本实验中要求多测几组数据,故应采用滑动变阻器的分压接法;故滑动变阻器应选择小电阻R1;
②本实验中滑动变阻器采用分压接法,灯泡电阻约为R=$\frac{12}{0.42}$=30Ω;相对电压表内阻属于小电阻,故应采用电流表外接法;
故完成的电路图如图所示;
③由图可知,灯泡电流为0.25A时,其电压为3V,则由欧姆定律可知电阻R3=$\frac{3}{0.25}$=12Ω;
④由以上计算可知,电压为3V时的电阻值要小于灯泡在额定功率下的电阻值,其原因是灯泡电阻随温度的升高而增大;
故答案为:①A1;R1;②如图所示;③12;④灯泡电阻随温度的升高而增大;
点评 本题考查伏安法测灯泡的伏安特性曲线,要注意明确滑动变阻器的分压和限流接法的选择;明确选择分压接法有三种情况:一是限流接法无法起到应有的保护作用;二是要求多测几组数据;三是要求电压从零开始调节.
练习册系列答案
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