题目内容

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样;
电压表V量程5V,内阻约为5kΩ;
直流电源E的电动势4.5V,内阻不计;
开关S及导线若干;
其它供选用的器材还有:
电流表A1量程250mA,内阻约为2Ω;
电流表A2量程500mA,内阻约为1Ω;
滑动变阻器R1阻值0~10Ω;
滑动变阻器R2阻值0~2kΩ.
为了使调节方便,测量的准确度高:
①实验中应选用电流表
A2
A2
,滑动变阻器
R1
R1
.
②在虚线框内画出实验电路图.

③由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图(甲)所示,将本实验用的小灯泡接入如图(乙)所示的电路,电源电压恒为6V,定值电阻R3=30Ω.电流表A读数为0.45A,此时小灯泡消耗的实际功率为
0.5
0.5

W.(不计电流表A的内阻).
分析:①电压表、电流表的选择原则是使指针偏转的大些好,应在三分之二左右偏转,若电路采用分压接法,则滑动变阻器选择小的,若限流接法则滑动变阻器阻值要大于待测电阻阻值;
②本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,因灯泡内阻较小,故应选用电流表外接,由此可正确画出实验原理图;
③根据小灯泡的伏安特性曲线,求出灯泡的电压、电流根据P=UI可以求出灯泡的实际功率.
解答:解:①由小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样可知,灯泡的额定电流为:I=
P
U
=
1.14W
3.8V
=0.3A
;因此电流表选择A2量程500mA的,本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,故应选用变化范围较小的电阻,故选R1.
故答案为:A2 ,R1.
②本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,因灯泡内阻较小,故应选用电流表外接,由此可正确画出实验原理图如下所示:

③流过I3的电流为:I3=
U
R
=
6V
30Ω
=0.2A
,因此流过灯泡的电流为:I1=I-I3=0.45A-0.2A=0.25A
由小灯泡的伏安特性曲线可知,当电流为0.25A时,电压为:2V
故功率P=UI=0.25A×2V=0.5W.
故答案为:0.5.
点评:本实验考查了仪器选择、电路设计、灯泡功率、滑动变阻器阻值等问题,由I-U图象找出电压对应的电流,熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键.
练习册系列答案
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(2013?广州三模)(1)某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了如图甲所示的一套装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙.当连上纸带,释放沙桶时,滑块处于静止.要完成该实验,你认为:
①还需要的实验器材有
天平、刻度尺
天平、刻度尺
.
②实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的条件是
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
.
③在上述的基础上,某同学测得滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,测得此时沙和沙桶的总质量m.接通电源,释放沙桶,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证数学表达式为
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
(用题中的字母表示).
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计)
B.直流电表0~3A(内阻0.1Ω)
C.直流电表0~600mA(内阻约0.5Ω)
D.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ)
E.直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)
F.滑线变阻器(10Ω,1A)
G.滑线变阻器(1kΩ,300mA)
①除开关、导线外,为完成实验,需要从上述器材中选用
ACDF
ACDF
(用字母代号)
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图乙所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表的电流表已调零.闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可判断断路的电线是
d
d
;若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是
h
h
;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是
g
g
.
③下表中的各组数据该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在图丙所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线.
④若将该灯泡与一个10Ω的定值电阻串联,直接接在题中电源两端,则可以估算出该灯泡的实际功率为
1.8W
1.8W
(结果保留两位有效数字)

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