题目内容
6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材:直流电源(电动势3.0V,内阻不计)
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)
①在该实验中,电流表应选择A2(填“A1”或“A2”),电压表应选择V1(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择R1(填“R1”或“R2”).
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路,请在方框中完成实验的电路图.
③该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好.但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为h.
④下表是学习小组在实验中测出的6组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点,请你画出第4组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线
| U(V) | I(A) | |
| 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0.5 | 0.17 |
| 3 | 1.0 | 0.30 |
| 4 | 1.5 | 0.39 |
| 5 | 2.0 | 0.45 |
| 6 | 2.5 | 0.49 |
分析 ①根据灯泡额定电流选择电流表,根据灯泡额定功率选择电压表,在保证安全的前提下,为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器.
②根据图甲所示实物电路图,分析清楚电路结构,然后根据各电路元件的连接方式作出电路图.
③滑动变阻器采用分压接法时,电表可以从零开始变化,滑动变阻器采用限流接法时,电表不能从零开始变化.
④根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点,然后根据坐标系中各点作出图象.
⑤电源与定值电阻整体组成一个等效电源,在图象中作出电源的I-U图象,由图象找出电路电流与灯泡电压,然后由P=UI求出灯泡功率.
解答 解:①灯泡额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A,电流表选A2(量程600mA,内阻约5Ω),
灯泡额定电压为3V,电压表选V1(量程3V,内阻约3kΩ),
为保证电路安全,方便实验操作,滑动变阻器应选:R1(阻值0~10Ω,额定电流1A).![]()
②由实物电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,
根据实物电路图作出电路图,如图1所示.
③调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,电压表和电流表示数不能调为零,
说明滑动变阻器采用了限流接法,由电路图可知,导线h断了.
④根据第4组实验数据在坐标系中描出对应点,然后作出I-U图象,如图2所示.
⑤电源与6.0Ω的定值电阻串联组成等效电源,在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I图象,
两图象的交点坐标值为,U=1.1V,I=0.31A,灯泡功率P=UI=1.1V×0.31A≈0.34W.
故答案为:①A2,V1,R1;②电路图如图1所示;③h;④图象如图2所示;⑤0.34.
点评 本题考查描绘灯泡的伏安特性曲线的实验,要注意明确实验原理,掌握数据处理的方法,并知道由于灯泡电阻随温度的变化而变化,故只能根据图象分析数据,不能直接利用欧姆定律求解.
| A. | O点处的磁感应强度为零 | |
| B. | O、c两点处的磁感应强度方向相同 | |
| C. | O、c两点处的磁感应强度大小相等 | |
| D. | O、c两点处的磁感应强度大小不等,且BO<Bc |
| A. | 摩擦力做功可能为零 | B. | 洛仑兹力做功为$\frac{1}{2}mv_0^2$ | ||
| C. | 先作加速运动,最后作匀速运动 | D. | 先作减速运动,最后作匀速运动? |
| A. | 甲的峰值是282V,乙的峰值是622V | B. | 甲、乙的周期都是100s | ||
| C. | 甲的频率f甲等于乙的频率f乙 | D. | 甲、乙的相位差不变,是$\frac{π}{3}$ |
| A. | 若v2<v1,则电场力一定做负功 | |
| B. | A、B两点间的电势差U=$\frac{m}{2q}$(v22-v12) | |
| C. | 小球由A点运动到B点,电场力做的功W=$\frac{1}{2}$mv22-$\frac{1}{2}$mv12 | |
| D. | 小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P=mgv2 |