题目内容
10.实验室中有一个额定电压为3.0V,额定功率未知的小灯泡,用欧姆表测得它的电阻约为5Ω.某同学打算描绘该小灯泡的伏安特性曲线,现有如下器材:直流电源(电动势6.0V,内阻不计)
电流表A(量程0.6A,内阻约5Ω)
电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~5Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2(阻值0~20Ω,额定电流1A)
(1)在该实验中,滑动变阻器应选择R2(填“R1”或“R2”)
(2)该同学连接成如图甲所示的电路,请在图中将电路补充完整.
(3)根据测量的数据,在图乙中的方格坐标系中描点作出了小灯泡的伏安特性曲线,由图线可知小灯泡的额定功率为1.5W,此时电阻为6.0Ω.(保留两位有效数字)
(4)该同学拆除了图甲电路后,将此灯泡串联一个12Ω的保护电阻,再接到本实验的电源上,则该灯泡的实际电功率是0.52W.(保留两位有效数字)
分析 (1)明确实验原理,根据安全和准确性原则分析滑动变阻器;
(2)明确实验原理,从而确定对应的实验方法;
(3)根据图象可明确达额定值时的电流,由功率公式可求得功率,由欧姆定律可求得电阻;
(4)作出等效电源的伏安特性曲线,两图的交点表示灯泡的工作点,从而明确灯泡的实际功率.
解答 解:(1)由题意可知,两滑动变阻器总阻值均不大,故均可使用,但如果采用5Ω电阻时,电路中电流最大为Im=$\frac{6}{5}$=1.2A,超过了其限制电流,故只能选用R2
(2)本实验采用滑动变阻器外接法,同时因灯泡内阻较小,故应采用电流表外接法,电路图如图所示;
(3)由图可知,当电压为3V时,电流为0.5A,故功率为:P=UI=3×0.5=1.5W;由欧姆定律可知,电阻为:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{0.5}$=6Ω;
(4)将电阻等效为电源内阻,作出等效电源的伏安特性曲线,如图所示;两图的交点表示灯泡的工作点,则由图可知,U=1.4V,电流I=0.36A,故功率P=1.4×0.37=0.51W;
故答案为:(1)R2;(2)如图所示;(3)1.5,6.0;(4)0.50.
点评 本题考查伏安法测量灯泡伏安特性曲线,要注意明确图象法的应用,知道本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法.
练习册系列答案
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5.在物体自由下落过程中,某物理量A随位移s变化的关系如图所示,该物理量可能是( )
A. | 速度 | B. | 动能 | C. | 加速度 | D. | 机械能 |
1.下列说法中正确的是( )
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C. | 温度相同的氢气和氧气中,氢气分子和氧气分子的平均速率不同 | |
D. | 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 | |
E. | 不能违背能量守恒定律的第二类永动机是有可能制成的 |
5.下列说法正确的是( )
A. | 单晶体冰糖磨碎后熔点会发生变化 | |
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C. | 一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加 | |
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E. | 一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变.如果温度升高,则单位时间内撞击单位面积上的分子数会增加 |