题目内容

12.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室提供了小灯泡(2.5V,0.3A)、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材:

(1)图(甲)为实验中某同学连接好的实验电路图,在开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑动片P移到A端位置(填“A端”或“B端”);实验中滑动片P从中间位置向B端移动过程中会观察到电压表读数变大(填“大”或“小”).
(2)某同学由测出的数据画出I-U图象,如图(乙)所示,当小灯泡两端电压为2.00V时,小灯泡的电阻值R=7.7Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)将两个这样规格的小灯泡串联接入电压为3V的电路中,每个小灯泡的实际功率为0.52W.(结果保留两位有效数字)

分析 (1)该题中滑动变阻器采用分压接法,为了保护电路,在连接电路时应使开关断开,使测量电路处于短路状态,即使灯泡的电压电流为零.
(2)伏安法测电阻的原理:R=$\frac{U}{I}$;知道灯泡的电压和电流,由欧姆定律可以计算电阻;
(3)根据P=UI,即可计算功率.

解答 解:(1)滑动变阻器采用分压接法,为了保护电路,开始闭合开关前,要使测量电路处于短路状态,即将划片移动到A端,根据分压接法可知,当划片从中间向B端移动时,测量电路的电压读数增大.
(2)根据图乙可知,当电压为2.00V时,灯泡中电流大约为:0.26A,
根据欧姆定律得:
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{0.26}$Ω≈7.7Ω;
(3)灯泡的功率为:P=UI=2.00×0.26W=0.52W.
故答案为:(1)A端,增大; (2)7.7; (3)0.52.

点评 本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验,要注意明确实验方法,注意掌握实验数据处理的基本方法,明确灯泡为非纯电阻电路,所以应根据图象进行分析,明确对应的坐标值再根据欧姆定律求解.

练习册系列答案
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2.某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不同的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13V,内阻小于3Ω,由于直流电压表量程只有3V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:

(1)把电压表量程扩大,实验电路图如图甲所示,实验步骤如下,完成填空:
第一步:按电路图连接实物
第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3V
第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为0.6V
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15V的电压表
(2)实验可供选择的器材有:
A.电压表(量程为3V,内阻约为2kΩ)
B.电流表(量程为3A,内阻约为0.1A)
C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ)
回答:电阻箱应选C,滑动变阻器应选E.
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为11.5V,内阻为2.5Ω.

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