题目内容

5.某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,除有一标有“2.5V,0.7W“的小 灯泡,干电池组(电动势3V,内阻6Ω).导线和开关外.还有:
A.直流电流表0-0.3A-0.6A(内阻约为5Ω)
B.直流电压表0-3V-15V(内阻约为15kΩ)
C.滑动变阻器10Ω,2A
D.滑动变阻器1kΩ,0.5A
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.
(1)电流表应选用0.3A量程,电压表应选用3V量程,滑动变阻器应选用C(用序号表示).
(2)试将图3所示未完成连接器材连成实验电路.

(3)闭合开关后,某次测量时电压表的示数如图1所示,读数为2.20V.
(4)通过实验测得此小灯泡的U-I图象如图2所示,则可知小灯泡的电阻随着电压的增大而增大(选填“增大”,“减小”,“保持不变”),由图线可求得此灯泡在电压1.4V时,小灯泡的实际功率是0.31W(计算结果保留两位有效数字).

分析 (1)明确实验原理,根据灯泡的额定值可明确对应的电流表和电压表;
(2)根据实验原理可明确对应的实物图;
(3)根据电压表的读数方法可明确对应的读数;
(4)根据图象可分析电阻的变化规律,由图象明确电压为1.4V时的电流,由P=UI可求得功率;

解答 解:(1)灯泡电压为2.5V,故电压表量程选择3V;灯泡的额定电流I=$\frac{0.7}{2.5}$=0.28A;故电流表选择0.3A量程;因本实验中采用分压接法,故滑动变阻器选择总阻值较小的C;
(2)本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法;则可画出对应的实物图如图所示;
(3)电压表量程为3V,则最小分度为0.1V,则读数为2.20V;
(4)U-I图象中图象的斜率表示电阻,由图可知,图象斜率随电压的增大而增大;故电阻随电压的增大而增大;
当电压为1.4V时,电流I=0.22A;则灯泡的实际功率P=UI=1.4×0.22=0.31W;
故答案为:(1)0.3A     3V    C;
(2)如图所示
(3)2.20
(4)增大   0.31

点评 本题考查描绘灯泡的伏安特性曲线实验的数据分析;当已知小灯泡的伏安特性曲线,要求其功率时,要再画出表示电源的U-I图象,则两图线的交点坐标即为小灯泡的实际电流与电压,然后根据P=UI求解.

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