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1.图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.
甲 乙
(1)根据图甲画出实验电路图;
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①、②、③、④所示,电
流表量程为0.6 A,电压表量程为3
V
.所示读数为:①________、②________、③________、
④________.两组数据得到的电阻分别为________和________.
解析:(1)实验电路图如图所示.
(2)电流表量程为0.6 A,每一小格代表0.02 A,读数时估读到精度的本位即可;电压表量
程为3
V
,每一小格代表0.1
V
,读数时估读到精度的下一位.读数分别为:①0.10 A、②0.24
A、③2.00
V
、④0.27
V
.应用R=求电阻时,电流为0.10 A时对应的电压为0.27
V
;电流为
0.24 A时对应的电压为2.00 V ,求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.
答案: (1)如解析图所示
(2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V
2.7(±0.1) Ω 8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω
2.7(±0.1) Ω也行]
2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3
V
,1.5 W”的小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3 V(内阻可不计)
B.直流电流表0~600 mA(内阻约为0.5 Ω)
C.直流电压表0~3 V(内阻约3 kΩ)
D.滑动变阻器(10 Ω,1 A)
E.滑动变阻器(1 kΩ,300 mA)
F.开关、导线若干
(1)本实验中滑动变阻器应选用________(选填“D”或“E”).
(2)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在如图甲所示的坐
标纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线.
U/V I/A
0 0
0.5 0.17
1.0 0.30
1.5 0.39
2.0 0.45
2.5 0.49
(3) 如图乙所示,将两个这样的小灯泡并联后再与阻值为5 Ω 的定值电阻R 串联,接在
0
电压恒定为4
V
的电路中,每个小灯泡的实际功率为________W.
解析:(1)实验中需测量多组数据,滑动变阻器用分压式接法,为了调节方便,滑动变阻器
用阻值较小的,故选D.
(2)描点画图,如图所示.(3)设小灯泡两端的电压为U,电流为I,根据闭合电路欧姆定律得:U=U+2IR ,所以U
0 0
=-2RI+U,代入数据得U=-10I+4,在小灯泡的伏安特性曲线同一坐标系上画出该直
0 0
线,其交点(1.0,0.3)即为小灯泡的实际电压、电流值,可得小灯泡消耗的实际功率P=UI=
0.3 W.
答案:(1)D (2)见解析图 (3)0.3
3.(2019·长兴中学模拟)小明做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,已知小灯泡标称
值是“2.5
V
,0.3 A”,不考虑电压表分流引起的误差,请完成如下问题:
(1)为初步了解小灯泡的电阻值,小明使用多用电表的欧姆挡按正确测量步骤进行测量,
根据图甲所示,小灯泡阻值为________Ω.
(2)为进一步探究小灯泡伏安特性,小明连接了如图乙所示实物图,请在图中补上一根导
线,使实验能够正常进行.
(3)按要求操作得到数据如表所示,第7组中电压表示数如图丙所示,则U=________V ;
判断U=0、I=0时的小灯泡电阻值为________Ω,试分析此电阻值远小于(1)中阻值的原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
I/A 0 0.04 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
U/V 0 0.05 0.10 0.13 0.17 0.20 0.55 0.80 1.05 1.35
R/Ω 1.3 1.3 1.4 1.7 1.8 3.9 5.0 5.8 6.8解析:(1)采用“×1”倍率,所以读数为6 Ω.
(2)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需要多组数据,所以滑动变阻器应采用分压
接法,如图所示.
(3)电压表采用0~3
V
挡,分度值为0.1
V
,故读数为0.30
V
,U=0、I=0时温度接近2、3
组的温度,故应为1.3 Ω,远小于(1)中的测量值是因为用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较
大,小灯泡已有发光,灯丝温度升高,电阻比冷灯丝时大的多.
答案:(1)6 (2)如解析图所示
(3)0.30 1.3 用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大,小灯泡已有发光,灯丝温度升
高,电阻比冷灯丝时大的多
4.某学习小组拟研究一个标有“3.6
V
,1.8 W”的小电珠的伏安特性曲线,可供选用的
器材如下:
①电流表A,量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω;
②电压表
V
,量程0~15
V
,内阻约为15 kΩ;
③滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;
④学生电源E,电动势为4
V
,内阻不计;
⑤开关S及导线若干.
(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量,请按照图甲所示的电路
图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来.(2)甲同学在实验中发现,由于电压表的量程较大而造成读数误差很大,因而影响了测量
结果.于是又从实验室找来一量程为I=100 μA、内阻R=1 000 Ω的灵敏电流计,想把该灵
g g
敏电流计改装成量程为5
V
的电压表,则需串联一个阻值为________Ω的电阻.
(3)甲同学用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I 和灵敏电流计读数I 如表所
1 2
示:
I(A) 0 0.19 0.30 0.37 0.43 0.46 0.48 0.49
1
I(μA) 0 10 20 30 40 50 60 70
2
请在图丙中的坐标纸上画出I-I 图线.
1 2
(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中,则该小电珠消耗的电功率约为________W.
已知电源的电动势为E′=3.0
V
,内阻r=1.5 Ω,定值电阻R
0
=4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)
解析:(1)如图(a)所示.
(2)设需要串联的电阻阻值为R x ,则有I g (R g +R x )=5 V ,代入数据可得R x =49 000 Ω.
(4)将定值电阻R 看做该电源的内阻的一部分,则内阻r′=6 Ω,由此可得路端电压U=
0
E′-Ir′,在I-I 图线所在坐标纸上作出该I-U图象如图(b)所示,可知其交点坐标表示的电
1 2
流约为0.32 A,电压约为1.1 V ,所以该小电珠消耗的功率约为P=0.32×1.1 W≈0.35 W.答案:(1)见解析图(a) (2)49 000 (3)如图所示
(4)0.35