在研究“描繪小燈泡的伏安特*曲線”的實驗中,提供有以下器材:A.電壓表V1(0~5V)B.電壓表V2(0~15...
問題詳情:
在研究“描繪小燈泡的伏安特*曲線”的實驗中,提供有以下器材:
A.電壓表V1(0~5V)
B.電壓表V2(0~15V)
C.電流表A1(0~50mA)
D.電流表A2(0~500mA)
E.滑動變阻器R1(0~60Ω)
F.滑動變阻器R2(0~2kΩ)
G.直流電源E
H.開關S及導線若干
I.小燈泡(U額=5V)
某組同學連接完電路後,閉合電鍵,將滑動變阻器滑片從一端移到另外一端,移動過程中發現小燈未曾燒壞,記錄多組小燈兩端電壓U和通過小燈的電流I數據(包括滑片處於兩個端點時U、I數據),根據記錄的全部數據做出的U﹣I關係圖象如圖*所示:
(1)根據實驗結果在圖乙虛線框內畫出該組同學的實驗電路圖____;
(2)根據實驗結果判斷得出實驗中選用:電壓表__(選填器材代號“A”或“B”),電流表__(選填器材代號“C”或“D”),滑動變阻器__(選填器材代號“E”或“F”);
(3)根據圖*信息得出器材G中的直流電源電動勢為__V,內阻為__Ω;
(4)將兩個該型號小燈泡串聯後直接與器材G中的直流電源E相連,則每個小燈消耗的實際功率為__W。
【回答】
B D E 8 10 0.56
【解析】
(1) 從圖*可知,將滑動變阻器滑片從一端移到另外一端過程中電錶的示數不是從0開始的,因此滑動變阻器採用的不是分壓接法,而是限流接法;從圖*可知,小燈泡的電阻為10Ω~30Ω,阻值較小,因此電流表採用外接法,作出的實驗電路圖如圖所示:
(2)從圖*可知,記錄的全部數據中小燈兩端電壓U最大為6V,因此電壓表的量程需要選擇15V,故電壓表選B;通過小燈的電流I最大為:0.2A=200mA,故電流表的量程需要選擇500mA,故電流表選D;電路採用滑動變阻器限流接法,為了便於實驗*作,滑動變阻器應選小阻值的,故滑動變阻器選E;
(3)從圖*可知,當滑動變阻器接入電阻為0時,小燈兩端電壓U1最大為6V,通過小燈的電流I1最大為0.2A,則此時小燈電阻
RL==30Ω
由閉合電路歐姆定律有
當滑動變阻器接入電阻為R2=60Ω時,小燈兩端電壓U2最小為1V,通過小燈的電流I2最小為0.1A,則此時小燈電阻
RL==10Ω
由閉合電路歐姆定律有
解得電源電動勢E=8V,內阻r=10Ω;
(4)將兩個該型號小燈泡串聯後直接與器材G中的直流電源E相連,根據閉合電路歐姆定律,有
E=2U+Ir
解得
U=4﹣5I
作出此時的U﹣I圖象如圖所示:
圖中交點I=0.18A,U=3.1V,即通過每個燈泡的電流為0.18A,每個燈泡的電壓為3.1V,故每個小燈消耗的實際功率
P=0.18A3.1V≈0.56W
(由於交點讀數存在誤差,因此在0.55W~0.59W範圍內均對)
知識點:未分類
題型:實驗,探究題