题目内容

18.物理实验小组的同学们拆下一报废摩托车的指示灯Ll(12V,3W)和转向灯L2(12V,24W)、L3(12V,24W),并进行研究.
(1)某同学将欧姆表的选择开关调至“×1”挡,测指示灯Ll的电阻,指针指示如图1所示,可知指示灯的电阻为30Ω.

(2)根据指示灯的参数,可计算指示灯的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=48Ω.计算结果与(1)中的测量结果的差比较大,请分析原因:指示灯正常工作时的时候,温度比较高,金属丝的电阻率大,故电阻要比不工作的时候大的多.
(3)实验小组的同学想描绘出转向灯L2的伏安特性曲线,现给出器材:
蓄电池E(电动势为12V,内阻不计);
电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω;量程3.0A,内阻约为0.2Ω); 
电压表V(量程3.0V,内阻约为30KΩ;量程15V,内阻约为60KΩ);
滑动变阻器R(0~15Ω);开关、导线若干.
如图2所示是已连好的部分电路.请用笔画线代替导线,将答题卡中的实物电路图补充完整.

分析 (1)根据欧姆表的读数方法可明确对应的读数;
(2)根据灯泡电阻随温度变化的规律进行分析,明确电阻变化的原因;
(3)根据题意明确滑动变阻器以及电流表接法,同时注意分析电表的量程,再按照实物图的连接要求进行连接.

解答 解:(1)由图可知,指针示数为30,档位为×1档,故读数为:30×1=30.0Ω;
(2)由题意可知,灯泡电阻在工作时较大,原因是指示灯正常工作时的时候,温度比较高,金属丝的电阻率大,故电阻要比不工作的时候大的多;
(3)要描绘小灯泡的伏安特性曲线应采用滑动变阻器分压接法;同时$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{30}{0.2}$=150;
$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{60000}{30}$=2000;
因此$\frac{R}{{R}_{A}}$<$\frac{{R}_{V}}{R}$;故说明应采用电流表外接法;电池电压为12V,则电压表量程应选择15V;故连接的实物图如图所示;
故答案为:(1)30.0; (2)指示灯正常工作时的时候,温度比较高,金属丝的电阻率大,故电阻要比不工作的时候大的多;(3)如图所示.

点评 本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线的实验规律,要注意正确分析实验原理,明确实验中应采用的电路图为滑动变阻器分压和电流表外接法;同时能分析实验中出现误差的原因.

练习册系列答案
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9.如图甲所示,为某一同学探究“功与速度变化的关系”的实验图,在水平台面上放一木板,木板的右端有一个定值滑轮,先用细线连接小车与装有砝码的托盘,跨过定滑轮,将小车连同纸带移近打点计时器,由静止释放托盘,每次托盘下落高度一定,木板足够长,小车没有碰到右侧滑轮(小车在碰到右侧滑轮之前,托盘就着地了).将小车中的砝码依次移至托盘中,释放托盘,多次实验打下纸带.实验中小车质量为M,托盘质量为m0,每个砝码的质量也为m0,所有砝码与托盘的总质量为m,且满足M>>m,托盘下落的高度为h,当地重力加速度大小为g,不计空气阻力.
(1)为减小实验误差,实验操作中先将木板放置在水平桌面上,接下来再进行的一项调节是B.
A.将木板一端垫高,释放空托盘让其拖动小车拉着纸带并打点,然后判断小车是否做匀速运动
B.将木板一端垫高,撤除细线,用手拨动小车后让其拉着纸带运动并打点,然后判断小车是否做匀速运动
C.将木板一端垫高,撤除细线,让小车自行下滑拉着纸带并打点,然后判断小车是否做匀加速运动
D.每移动一次砝码,小车对木板的压力都不同,导致摩擦力不同,所以都应平衡一次摩擦力

(2)实验中,用不同数目的砝码,拉动小车拖动纸带,利用纸带的测量数据进行研究.图乙是一条实验纸带,O为初始点,纸带上的点为打点计时器打下的计数点,则对纸带上的数据处理正确的是C.
A.选取OA间距,求OA间的平均速度
B.选取DE间距,求DE间的平均速度
C.选取DG间距,求DG间的平均速度
D.选取AG间距,求AG间的平均速度
(3)实验通过对多次做功的定量记录和纸带的分析,探究功与速度变化的关系.在数据处理时采用了图象法处理,纵轴为小车最大速度的平方v2,横轴为n,托盘中的砝码个数n码=n-1,得到图丙,图线为过原点的斜直线,说明了做功与速度变化的关系是合外力做的功与速度的平方成正比.
(4)此实验数据也可用来验证机械能守恒定律,在满足机械能守恒的情况下,图丙中的图线斜率的表达式为k=$\frac{2{m}_{0}gh}{n{m}_{0}+M}$.

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