题目内容

14.某同学想测绘标有“3.8V  0.4A”字样的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象,除了导线和开关外,有下列一些器材可供选择:
A.电源E(电动势为4V,内阻约为0.04Ω)
B.电压表V (0~5V,内阻约为5kΩ)
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为2Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.3Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)
G.开关及导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表D,滑动变阻器E(填器材前面的选项代号)
(2)选好器材后,该同学按照该实验要求连接电路,请完成下图甲中的实物连线.

(3)该同学根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图乙所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝的电阻为1.3Ω;
(4)任何实验过程中均存在误差,已知本实验中所用的测量仪器均已校准.下列有关误差的说法中正确的是CD.
A.该实验中的误差来源主要是电流表的分压作用
B.由于电表内阻引起的误差属于偶然误差,可以通过作图法消除
C.若将电表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用该实验装置测得的灯泡电阻比相应状态的电阻的真实值小.

分析 (1)根据灯泡额定电流选择电流表,根据灯泡额定电压选电压表与电源,为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器.
(2)灯泡的电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻大约在10Ω左右,与电压表和电流表内阻比较,属于小电阻,电流表采用外接法.
(3)由图示图象可以求出电压对应的电阻.
(4)根据实验分析实验误差.

解答 解:(1)灯泡额定电流为0.4A,电流表应选 A2,即选:D,为方便实验操作,滑动变阻器应选 R1.即选:E.
(2)灯泡的电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻与电压表和电流表内阻比较,属于小电阻,“小外偏小”,采用电流表的外接法.实物图如图:

(3)当灯泡不工作时,灯泡两端的电压为0,由图可知此时灯泡的电阻为R=1.3Ω;
(4)A、该实验中的误差来源主要是电压表的分流作用,故A错误;
B、由于电表内阻引起的误差属于系统误差,无法消除,可以减小,故B错误;
C、若将电表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差,故C正确;
D、用该实验装置测得的灯泡电阻比相应状态的电阻的真实值小.故D正确;故选:CD.
故答案为:(1)D;E;(2)如图所示;(3)1.3;(4)CD.

点评 解决本题的关键掌握器材选取的原则,即安全、精确,以及知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别,掌握什么情况下采用电流表外接法,什么情况下采用电流表内接法.

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