题目内容
【题目】某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表
(量程 3 V,内阻 3 kΩ);电流表
(量程0.5 A,内阻 0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图_____.
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
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图(a) 图(b)
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 ________(填“增大”、“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 ________(填“增大”、“不变”或“减小”).
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 ________W,最大功率为 ________W(结果均保留2位小数)
【答案】实验电路原理如图所示.
增大 增大 0.39 1.17
【解析】
(1)[1]小灯泡的电压要求从0开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,小灯泡的额定电压超出电压表的量程,需与R0串联后接入电路.电路图如图所示:
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(2)[2][3]I-U图象中随着电流的增大,图线的斜率变小,小灯泡的电阻增大.根据电阻定律:
,得灯丝的电阻率增大.
(3)[4][5]当R=0时,电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示.此时小灯泡功率有最大值;当R=9 Ω时,将R看作电源内阻,则等效电源内阻为10 Ω,其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示:
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此时小灯泡功率有最小值.取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点:U1=3.66 V,I1=0.319 A,小灯泡的最大功率:
P1=U1I1≈1.17 W;
取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点:U2=1.77 V,I2=0.222 A,
小灯泡的最小功率:
P2=U2I2≈0.39W。
【题目】小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系,已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω,R随t的升高而增大,实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。
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实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,…。然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,…。
(1)有以下两电流表,实验电路中应选用________。
A.量程0~100 mA,内阻约2 Ω
B.量程0~0.6 A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是________。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表
温度t(℃) | 20.0 | 40.0 | 60.0 | 80.0 | 100.0 |
阻值R(Ω) | 9.6 | 10.4 | 11.1 | 12.1 | 12.8 |
请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-t图线。
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由图线求得R随t的变化关系为R=________Ω。