题目内容
14.在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,所选器材有:A:小灯泡“2.5V,0.2A”
B:电流表0-0.6A-3A(内阻约1Ω)
C:电压表0-3V-15V (内阻很大)
D:滑线变阻器“2A,10Ω”
E:电源(两节干电池)
F:开关一个,导线若干
①在实验时小明同学采用了如图1所示的实物电路,则具体实验操作前该电路需改进的地方有电流表应外接;电流表量程太大;滑线变阻器滑片应置于左侧.
②改进之处后,小明同学进行了实验,但发现,无论怎样调节滑线变阻器,都不能使小灯泡两端电压达到2.5V额定电压,而是只能勉强达到1.80V,于是他猜想是否干电池太旧,总电动势只能达到1.8V,为了验证自己的猜想,他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验,电路图如图2,得到实验数据已经标注在U-I图象上:
Ⅰ.根据图3上的数据点做出U-I图线,并分析图线得E=2.61V,电源内阻为r=2.60Ω.
Ⅱ.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.8V的原因是否如小杰所猜测?试分析说明只能达到1.80V的原因:在小灯泡伏安特性实验中,由于滑动变阻器采用分压接法,使得外电阻与内电阻阻值接近,因而外电压不可能接近电源的电动势.
分析 ①根据灯泡内阻与电表内阻的关系确定电流表的接法;实验时电表要选择合适的量程;滑动变阻器采用分压接法,闭合开关前,分压电路分得的电压应为零.
②应用描点法作图作出电眼的U-I图象;电源的U-I图象与纵轴交点的坐标值是电源的电动势,图象斜率的绝对值是电源的内阻;根据实验电路,应用欧姆定律分析答题.
解答
解:①小灯泡内阻很小,约为几欧姆到十几欧姆,而电压表内阻很大,约为几千欧姆定律到几万欧姆,灯泡电阻远小于电压表内阻,实验时电流表应采用外接法而不是采用内接法;电源电动势约为3V,灯泡电阻约为几欧姆左右,电路最大电流不会超过0.6A,电流表应选0.6A量程而不是选择3A量程;由图甲所示可知,滑动变阻器采用分压接法,闭合开关前,为保护电路,滑片应置于左端,不能放在右端.
②Ⅰ、根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图象,电源的U-I图象如图所示;由图象可知,图象与纵轴的交点坐标值为你2.61,则电源电动势E=2.61V,电源内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.61-1.30}{0.5}$≈2.60Ω;
Ⅱ、电源电动势为2.61V,电压表示数达不到2.5V,不是电源电动势太小造成的;
灯泡两端电压为1.8V时,灯泡电阻R=$\frac{1.8V}{0.19A}$≈9.5Ω,
分压支路小灯泡与电流表总内阻约为10欧姆,滑动变阻器最大阻值为10Ω,
则滑动变阻器与分压支路并联电阻约为5欧姆,U分压=IR并=$\frac{E}{{R}_{并}+r}$R并=$\frac{2.61×5}{5+2.6}$≈1.7V,所以电压表示数不能达到1.80V;
故答案为:(1)电流表应采用外接法;电流表量程太大;滑片应置于左侧;(2)Ⅰ图象如图所示;2.61; 2.6;Ⅱ在小灯泡伏安特性实验中,由于滑动变阻器采用分压接法,使得外电阻与内电阻阻值接近,因而外电压不可能接近电源的电动势
点评 本题考查了实验电路分析、求电源电动势与内阻,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据的处理方法,要掌握描点法作图的方法,要会根据电源的U-I图象求出电源的电动势与内阻.
| A. | 万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的 | |
| B. | 对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律F=G$\frac{Mm}{r^2}$中的r是两质点间的距离 | |
| C. | 对于质量分布均匀的球体,公式中的r是两球心间的距离 | |
| D. | 质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力 |
| A. | 图(b)中电流有效值为I | |
| B. | t1~t2时间内工件中的感应电流变大 | |
| C. | 0~t1时间内工件中的感应电流方向为顺时针 | |
| D. | 图(b)中T越大,工件温度上升越快 |
反应方程下方的数据是中子及相关原子核的静止质量.则( )
| A. | x=3 | |
| B. | 反应过程中亏损的质量为0.1933u | |
| C. | 该核反应为核聚变 | |
| D. | 铀核的半衰期会受环境温度的影响而改变 |
| A. | 地球的质量为$\frac{gR}{G}$ | |
| B. | 卫星运行的线速度为$\frac{πR}{2t}$ | |
| C. | 卫星运行的角速度为$\frac{π}{2t}$ | |
| D. | 卫星距地面的高度为($\frac{4g{R}^{2}{t}^{2}}{{π}^{2}}$)${\;}^{\frac{1}{3}}$ |
| A. | 粒子带负电 | |
| B. | 只要速度合适,粒子可以到达b点 | |
| C. | 从bc边射出的所有粒子在磁场中运动的时间相等 | |
| D. | 从ab边射出的粒子一定比从bc边射出的粒子速度大 |
| A. | 月球公转周期小于地球同步卫星的公转周期 | |
| B. | 月球在远地点的线速度等于地球第一宇宙速度 | |
| C. | 月球在远地点的加速度小于在近地点的加速度 | |
| D. | 月球在远地点的机械能小于在近地点的机械能 |
| A. | 物块的机械能守恒 | B. | 物块的重力势能减小10J | ||
| C. | 物块的动能增加5J | D. | 物块克服摩擦力做了2.5J功 |