同学甲从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75 W,额定电压值已模糊不清.他想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压
.乙怀疑甲所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的U-I图线,进而解题思路灯泡的额定电压.
A.电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ) B.电流表A1(量程150 mA,内阻约2 Ω)
C.电流表A2(量程500 mA,内阻约0.6 Ω) D.滑动变阻器R1(0~20 Ω)
E.滑动变阻器R2(0~100 Ω) F.电源E(电动势4.0 V,内阻不计)
G.开关S和导线若干 H.待测灯泡L(额定功率0.75 W,额定电压未知)
24.在下面所给的虚线框(图甲)中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”).
25.在实验过程中,乙同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23 V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70 V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中.
请你根据表中实验数据在图乙中作出灯泡的U-I图线.
26.由图象得出该灯泡的额定电压应为________V;这一结果大于1.23 V,其原因是_______________________________________________________________.
27.如果将这个小灯泡接到电动势为2.0 V、内阻为4 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W.
(1)电路原理图如图所示;A2;R1
(1)关键是根据P=I2R,估算出小灯泡的额定电流,从而选出电流表的量程,根据U-I图象可知滑动变阻器应用分压式接法,根据小灯泡电阻值远小于电压表内阻,可知电流表应用外接法.
【解析】解:(1)根据P=I2R,估算灯泡的电流大约是600 mA,因此电流表应选A2;本实验要描绘出灯泡的U-I图线,需要测量多组数据,因此滑动变阻器应接成分压式,所以应选阻值较小的R1;小灯泡电阻不大,电流表应外接;电路图如图所示;
实验题;定性思想;实验解题思路法;恒定电流易错点.
(2)如图所示;
(2)根据描点法可得出对应的伏安特性曲线;
【解析】(2)根据表中数据得出对应的伏安特性曲线,如图所示
实验题;定性思想;实验解题思路法;恒定电流易错点.
(3)2.5;灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大
(3)灯泡额定功率为0.75W,则由P=UI=0.75W,再结合图象可知在到额定功率时,电压为U额=2.5 V;大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻.
描绘小电珠的伏安特性曲线.
(3)明确灯泡电阻的特征:电阻随电压(温度)的升高而增大;能根据图象找出灯泡对应的额定值。
实验题;定性思想;实验解题思路法;恒定电流易错点.
(4)0.26
(4)在图中作出电源的伏安特性曲线如图所示,两图象的交点为灯泡的工作点,则由图可知,灯泡的电流为220mA,电压为1.2V,故对应的功率P=UI=1.2×0.22=0.26W;
(4)在图中作出电源的伏安特性曲线,则两图象的交点为灯泡的工作点,则由图可知灯泡的电压和电流,则由P=UI可求得小灯泡消耗的功率.
实验题;定性思想;实验解题思路法;恒定电流易错点.