题目内容
10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样;电压表V量程5V,内阻约为5kΩ;直流电源E的电动势4.5V,内阻不计;开关S及导线若干;其他供选用的器材还有: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R1阻值0-10Ω;
滑动变阻器R2阻值0-2kΩ.
为了使调节方便,测量的准确度较高:
(1)实验中应选用电流表A2,滑动变阻器R1.
(2)在虚线框内画出实验电路图1.
(3)这个实验的系统误差是由电压表分流引起的,小灯泡电阻的测量值小于真实值(填“大于”、“等于”或“小于”).
(4)由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示,将本实验用的小灯泡接入图3所示的电路,电源电压恒为6V,定值电阻R1=30Ω.电流表读数为0.45A,此时小灯泡消耗的实际功率为0.5W. (不计电流表的内阻).
(5)根据3所画出的实验电路,在图4的各器件实物图之间画出连接的导线.
分析 已知灯泡的额定功率及电压,由P=UI可求得电流,则可选择电流表;本实验中为了描绘伏安特性曲线,应多测几组数据,故应采用分压法,滑动变阻器应选择小电阻;
根据实验要求可以得出滑动变阻器的接法,由灯泡内阻可以选定电流表的接法;
由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,故不能直接由闭合电路欧姆定律求电流;根据小灯泡的伏安特性曲线,求出灯泡的电压、电流根据P=UI可以求出灯泡的实际功率.
解答 解:(1)由小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样可知,灯泡的额定电流为:I=0.3A;因此电流表选择A2量程500mA的,
本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,故应选用变化范围较小的电阻,故选R1.
(2)本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,因灯泡内阻较小,故应选用电流表外接,由此可正确画出实验原理图如下所示:![]()
(3)这个实验的系统误差是由电压表分流引起的,通过灯泡的实际电流小于电流表的读数,
根据欧姆定律得小灯泡电阻的测量值小于真实值.
(4)流过R1的电流为:I1=$\frac{6}{30}$=0.2A,因此流过灯泡的电流为:I1=I-I3=0.45A-0.2A=0.25A
由小灯泡的伏安特性曲线可知,当电流为0.25A时,电压为2V
故功率P=UI=0.25A×2V=0.5W.
(5)实物图如上图.
故答案为:
(1)A2;R1
(2)如图.
(3)电压表分流;小于
(4)0.5W
(5)实物连接图
点评 本题要注意灯泡的电阻随温度的变化而变化,故不能直接用欧姆定律求功率,只能由串并联电路的关系求出流过的电流,由图中数据找出电压值,再求功率.
练习册系列答案
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