题目内容
【题目】描绘一个标有“3V 0.5A”小灯泡L的伏安特性曲线。实验室提供的实验器材有:
A.电源E(电动势为4V,内阻约1Ω)
B.电流表A1(量程为06A,内阻约0.5Ω)
C.电流表A2(量程为3A,内阻约0.1Ω)
D.电压表V1(量程为3V,内阻约3kΩ)
E.电压表V2(量程为15V,内阻约15kΩ)
F.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值100Ω)
H.开关一个、导线若干
(1)为了能多测几组数据并能从零开始测量,电流表选择_________,电压表选择__________,滑动变阻器选择___________(此三空均选填相应器材前的代号)。并请在虚线框内画出实验电路图________.
(2)在按照合理的电路及操作测量后,作出如图(a)所示的小灯泡的伏安特性曲线。现将同样规格的小灯泡分别接入如图(b)、如图(c)所示的电路中,已知电源电动势E′=3.0V,电源内阻r′=5Ω,图(c)中的定值电阻R=5Ω。则图(b)中小灯泡的实际功率为___________W;图(c)中一个小灯泡的实际功率为___________W.(两空均保留2位有效数字)
【答案】B D F
【解析】
根据“描绘一个标有“3V 0.5A”小灯泡L的伏安特性曲线”可知,本题考查测量小灯泡的电阻实验,根据伏安法的实验原理,知道本实验中采用滑动变阻器分压接法以及电流表外接法,同时注意根据图象分析数据的基本方法.
(1)根据灯泡的额定值可知,灯泡额定电压为3V,故电压表选择D;由额定电流为0.5A可知,电流表应选择0.6A的B;由于本实验采用滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器应选择总阻值较小10Ω的F;根据实验原理可知,本实验应采用滑动变阻器分压接法,同时因灯泡内阻较小,故应采用电流表外接法,故电路图如图所示:
(2)设b图中的灯泡电压为U,电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知:,整理得
,在a图中过(3V,0A)和(0V,0.6A)两个点作出电源的I-U图象,,如图所示:
其交点即表示灯泡的工作点,由图可知,灯泡电压U=1.17V,I=0.37A,则灯泡的实际功率为(0.40~0.45)
设c图中的灯泡电压为U,电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知:,整理得
,在a图中过(0.75V,0A)和(0V,0.6A)两个点作出电源的I-U图象,,如图所示:
其交点即表示灯泡的工作点,由图可知,灯泡电压U=0.45V,I=0.24A,则灯泡的实际功率为(0.10~0.12).
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