题目内容

10.某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线,并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题.

①根据电路图,将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路.
②连好电路后,开关闭合前,图甲中滑动变阻器R的滑片应置于a端(填“a端”、“b端”或“ab正中间”).
③闭合开关,向b端调节滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大”,则分析电路的可能故障为B.
A.小灯泡短路     B.小灯泡断路     C.电流表断路     D.滑动变阻器断路
④根据I-U图线,可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为0.78.(保留两位有效数字).
⑤已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是2.5Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数.根据I-U图线,估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为483℃.

分析 根据实物图画电路图,确定电流表的内外接和滑动变阻器的接法.
分压电路闭合开关前滑片应在分得的电压最小处.
根据电路故障现象分析电路故障原因.
分析图象特点,根据欧姆定律分析答题.

解答 解:(1)要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡电阻较小,电流表应采用外接法.
实物电路图如图所示:

(2)由电路图可知,闭合开关前,滑片应置于a端,此时分压电路分压最小.
(3)若灯泡短路、电流表和滑动变阻器断路,则电压表的读数均为零,故ACD错误,如果灯泡断路,则电压表与电流表组成分压电路,向b端调节滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大,故电路故障是灯泡断路,
故选:B.
(4)由图象可知,电压为2.0V时的电流I=0.39;故P=UI=0.39×2=0.78W;
(5)该灯泡正常工作时电压U=3V,
根据欧姆定律得R=$\frac{3}{0.475}$=6.3Ω
已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是2.5Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),
解得:k=$\frac{1}{120}$
所以该灯泡正常工作时灯丝的温度约为t=483℃.
故答案为:(1)如图
(2)a端
(3)B
(4)0.78;
(5)483

点评 本题考查了描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作,尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点,在平时中要加强训练.

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