在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,提供有以下器材:
A.电压表V1 (0~5V,内阻很大) B.电压表V2(0~9V,内阻很大)C.电流表A1(0~50mA,内阻很小) D.电流表A2(0~300mA,内阻很小)E.滑动变阻器R1(0~60Ω) F.滑动变阻器R2(0~2kΩ) G.直流电源E H.开关S及导线若干 I.小灯泡(U额=5V)
某组同学连接完电路后,闭合电键,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端。移动过程中发现小灯末曾烧坏,记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据(包括滑片处于两个端点时U、I数据),根据记录的全部数据做出的U-I关系图像如图甲所示。
12.根据实验结果判断得出实验中选用:电压表______(选填器材代号“A”或“B”),电流表_______(选填器材代号“C”或“D”),滑动变阻器_____(选填器材代号“E”或“F”)。
13.根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图。
14.根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为_______V,内阻为_______Ω。
15.将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连。则每个小灯消耗的实际功率为______W(结果保留两位有效数字)。
22.要用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线,己知待测小灯泡的额定电压6V, 额定功率约为3W,提供的器材有:
量程为0.6A,内阻约为0.5的电流表Al;
量程为3A,内阻约为0.1的电流表A2;
量程为3V,内阻为3k 的电压表V1
阻值是0~10,额定电流是2A的滑动变阻器Rl;
阻值是0~500,颇定电流是1A的滑动变阻器R2;
定值电阻R3=1k ; 定值电阻R4=3k
;
电源电动势为9V,内阻约为0.1 ; 开关一个,导线若干。
(1)为了保证实验的测量精度和操作方便,并能测出小灯泡的额定功率,在可供选择的器材中,应该选用的电流表是___________,滑动变阻器是___________(填仪器的字母代号)。
(2)根据所选的器材,在虚线框中画出完整的实验电路图,并标出器材代号。
(3)实验中,电压表的示数为___________V时,可测出灯泡的额定功率。
9.为了精确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻,某实验小组设计了如图甲所示的电路,可供选择的实验仪器如下:
电流表A1(0~3A、约5);滑动变阻器R1(0~1k
,额定电流0.5A);
电流表A2(0~100mA、约10); 滑动变阻器R2(0~50
,额定电流2A);
多用电表; 定值电阻R0=20; 电源(3V、约1
)及开关等,导线若干;
(1)请按图甲将图乙实物图连接完整;
(2)应选择的电流表是( ),滑动变阻器是( );(填写符号)
(3)测量过程中应保证电动机( );(填“转动”或“不转动”)
(4)为防止烧坏电动机,实验中要分次读取数据,由实验测得的数据已在图丙的U-I图中标出,请你完成图线,并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻R=( )。(保留两位有效数字)
24.利用标有“6V,3W”的灯泡L1、“6V,6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图(a)所示的实验电路,其中电源电动势E=9V。图(b)是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时,电路输出功率为 W,电源内阻为 Ω。
B(1分),D(1分),E(1分);
从图甲可知,记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V,因此电压表的量程需要选择15V,故电压表选B;通过小灯的电流I最大为:0.2A=200mA,故电流表的量程需要选择500mA,故电流表选D;电路采用滑动变阻器限流接法,为了便于实验操作,滑动变阻器应选小阻值的,故滑动变阻器选E;
根据图甲测量数据,选择电压表和电流表,根据滑动变阻器接法,选择滑动变阻器;
本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解
(2)
(2分,说明:电流表内接外接都可以,凡是分压电路接法不得分)
从图甲可知,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始测量的,因此滑动变阻器采用的不是分压接法,而是限流接法;从图甲可知,小灯泡的电阻为10Ω~30Ω,阻值较小,因此电流表采用外接法,作出的实验电路图如右上图所示;
根据图甲数据,判断滑动变阻器和电流表的接法,再作出实验电路图;
本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解
8V(1分),10Ω(1分);
从图甲可知,当滑动变阻器接入电阻为0时,小灯两端电压U1最大为6V,通过小灯的电流I1最大为0.2A,则此时小灯电阻RL为30Ω,由闭合电路欧姆定律有:
当滑动变阻器接入电阻为R1=60Ω时,小灯两端电压U2最小为1V,通过小灯的电流I2最小为0.1A,则此时小灯电阻RL为10Ω,
由闭合电路欧姆定律有:
解得:E=8V,r=10Ω;
根据图甲数据,以及滑动变阻器的最大阻值,利用闭合电路欧姆定律列式,求出直流电源电动势和内阻;
本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解
0.57W(2分 说明:在0.55W~0.59W范围区间都给分)
将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连,根据闭合电路欧姆定律有:E=2U+Ir,解得U=4﹣5I,作出此时的U﹣I图象如图所示
图中交点I=0.18A,U=3.1V,则通过每个灯泡的电流为0.18A,每个灯泡的电压为3.1V
故每个小灯消耗的实际功率P=0.18A×3.1V≈0.56W,(由于交点读数存在误差,因此在0.55W~0.59W范围内均对)
在图甲中作出电源的U﹣I图象,交点即为小灯泡串联后的总电流和总电压,再计算每个小灯消耗的实际功率;
本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解