题目内容

【题目】某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线实验,有下列器材可供选用:

A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)

B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)

C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)

D.定值电阻kΩ

E.定值电阻kΩ

F.滑动变阻器R(10Ω,2A)

G.学生电源(直流6V,内阻不计)

H.开关、导线若干

(1)为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用________,定值电阻应选用_________(均填器材前的字母);

(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在虚线框内画出满足实验要求的电路图___;

(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描绘出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样的小灯泡与电动势为4V、内阻为10Ω的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为P=________W(结果保留两位有效数字)。

【答案】A D 0.20

【解析】

(1)[1][2]由题意可知,灯泡的额定电压为3.8V,而给出的电压表中有15V和3V两种,选用15V的电压则误差较大,故电压表选用A;而选用3V的电压表,则量程偏小,故可以串联一个电阻进行分压;由题意可知,选择2kΩ的电阻可以使量程扩大至可用范围,故选用D即可;故可以选取3V的电压表和2kΩ的电阻串联充当电压表使用;

(2)[3]因题目中要求多测几组数据进行作图,故实验中选用分压接法,并且将R1与电压表串联充当电压表使用,电流表采用电流表外接法;故原理图如图所示

(4)[4]如果用一个电动势为4V,内阻为10Ω的电源与两个同样的小灯泡串联组成电路。设每灯电压为U,则由闭合电路欧姆定律可知

变形可得

代入E和r,则有

在I-U图中作出对应的图象如图所示

则两图线的交点,即为灯泡电压和电流,则有U=1.1V,I=0.18A;则每个小灯泡的发热功率为

P=UI=11×0.18 W =0.20W

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