题目内容

9.小灯泡灯丝的电阻会随着温度的升高为变大,某同学对这一现象进行了实验探究.
(1)现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡.导线和开关外,还有:
A.直流电源(电动势约为5V,内阻可不计)
B.直流电流表(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
C.直流电流表(量程0~600mA,内阻约为5Ω)
D.直流电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ)
E.直流电压表(量程0~5V,内阻约为10kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.
①实验中电流表应选用C,电压表应选用E,滑动变阻器应选用F.(均用序号字母表示)
②用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压),在图1虚线框中画出实验电路图,并在图2所给的坐标纸中画出小灯泡的U-I曲线.
 I/A 0.12 0.21 0.29 0.340.38 0.42  0.450.47  0.490.50 
 U/V0.20  0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
(2)将本题中的灯泡接在电动势是1.5V,内阻是20Ω的电池两端,小灯泡的实际功率是0.28W.

分析 (1)①根据灯泡额定电压选择电源,根据灯泡正常发光时的电流选择电流表.
②描绘小灯泡伏安特性曲线,要电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法,然后作出实验电路图.根据表中实验数据在坐标系中描出对应点,然后作出灯泡的U-I图象.
(2)在同一坐标系中作出电源的U-I图象,该图象与灯泡U-I图象的交点坐标值就是用该电源给灯泡供电时的电压与电流值,然后求出功率.

解答 解:(1)①灯泡额定电压是2.0V,故电压表选择E,灯泡额定电流为0.5A,则电流表应选C;因本实验采用分压接法,故应选择小电阻,故选F;
②描绘灯泡伏安特性曲线,滑动变阻器应采用分压接法,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图甲所示;根据表中实验数据在坐标系中描出对应点,然后用平滑的曲线把各点连接起来,作出灯泡的U-I图象,如图所示.

(2)在灯泡的U-I图象坐标系中作出电池的U-I图象,如图所示;由图象可知,用该电池给灯泡供电时,灯泡两端电压为0.8V,电流为0.35A,则灯泡实际功率P=UI=0.8×0.35=0.28W.
故答案为:(1)①C;E;F;②如图所示;(2)0.28.

点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、作图象、求灯泡实际功率等问题;要正确实验器材的选取原则;要掌握描点法作图的方法;要学会应用图象法处理实验数据、计算答题.

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