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1、
第5講 實驗 描繪小燈泡的伏安特性曲線
1.在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實驗中,實驗室備有下列
器材供選擇:
A.待測小燈泡“3.0 V、1.5 W”
B.電流表(量程3 A,內(nèi)阻約為1 Ω)
C.電流表(量程0.6 A,內(nèi)阻約為5 Ω)
D.電壓表(量程3.0 V,內(nèi)阻約為10 kΩ)
E.電壓表(量程15.0 V,內(nèi)阻約為50 kΩ)
F.滑動變阻器(最大阻值為100 Ω,額定電流50 mA)
G.滑動變阻器(最大阻值為10 Ω,額定電流1.0 A)
H.電源(電動勢為4.0 V,內(nèi)阻不計)
I.電鍵及導(dǎo)線等
2、
(1)為了使實驗完成的更好,電流表應(yīng)選用________;電壓表應(yīng)選用________;滑動變
阻器應(yīng)選用________.(只需填器材前面的字母即可)
(2)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖.
圖7-5-5
(3)某同學(xué)在一次測量時,電流表、電壓表的示數(shù)如圖7-5-5所示.則電壓值為
________ V,電流值為________ A,小燈泡的實際功率為________ W.
解析:待測小燈泡“3.0 V、1.5 W”,額定電流0.5 A,額定電壓為3 V,因此電流表選
C,電壓表選D,滑動變阻器采用分壓式接法較準(zhǔn)確,滑動變阻器選G,小燈泡電阻很小,電流表外接.
3、
答案:(1)C D G (2)如解析圖所示 (3)1.80 0.33 0.59
2.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,可供選擇的實驗儀器如下:
小燈泡L,“3.8 V、0.3 A”
電壓表V,量程0~5 V,內(nèi)阻5 kΩ
電流表A1,量程0~100 mA,內(nèi)阻4 Ω
電流表A2,量程0~500 mA,內(nèi)阻0.4 Ω
滑動變阻器R1,最大阻值10 Ω,額定電流1.0 A
滑動變阻器R2,最大阻值5 Ω,額定電流0.5 A
直流電源E,電動勢約為6 V,內(nèi)阻約為0.5 Ω
(1)在上述器材中,滑動變阻器應(yīng)選 ;電流表應(yīng)選
4、 .
(2)在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖,并在圖中注明各元件的符號。
(3)某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I-U坐標(biāo)系中,描繪出如
圖7-5-6所示的小燈泡的伏安特性曲線.根據(jù)此圖給出的信息,可以判斷下圖中正確的是(圖中P為小燈泡的功率)( )
圖7-5-6
解析:(1)本題變壓器采用分壓接法,通常應(yīng)當(dāng)選用最大阻值小的滑動變阻器,但本題中如果選用R2,則電路中的電流會超過R2允許通過的最大電流,故滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選擇R1.電流表A1的量程太小,故電流表應(yīng)當(dāng)選擇A2.
(2)電路如右圖所示,由于電壓要從0開始測量,滑動變阻器用分壓
5、接法;因為燈泡的內(nèi)阻比較小,電流表用外接法.
(2)隨著通過小燈泡電壓電流的增大,小燈泡消耗的功率增大,小燈泡的電阻也增大,由P=知B圖正確,由P=I2R知D圖正確.
答案:(1)R1 A2 (2)電路圖如解析圖所示 (3)BD
3.(2010鹽城模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中,用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖7-5-7所示方式連接好電路,電路中所有元器件都完好,且電壓表和電流表已調(diào)零.閉合開關(guān)后:
圖7-5-7 圖7-5-8
(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,小電珠亮度能發(fā)生變化,
6、但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零,則可能是________導(dǎo)線斷路.
(2)某同學(xué)測出電源和小電珠的U-I圖線如圖7-5-8所示,將小電珠和電阻R串聯(lián)后接到電源上,要使電路中電流為1.0 A,則R=________ Ω.
(3)某同學(xué)在實驗中還測出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如圖7-5-9中的(a)、(b)、(c),下列說法正確的是( )
圖7-5-9
A.a(chǎn)可以作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用
B.b能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用
C.b的阻值隨電壓升高而增大
D.c的阻值隨電壓升高而增大
解析:(1)若調(diào)節(jié)滑動變阻器,小電珠的亮度變化,但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零,說
7、明滑動變阻器不起分壓作用,所以可能是g導(dǎo)線斷路.
(2)由電源的U-I線知E=3.0 V,r=1 Ω,當(dāng)小電珠與電阻串聯(lián)后
由閉合電路歐姆定律得E=I(R+r+R燈)
又由小電珠的U-I線得R燈==1.2 Ω,解得R=0.8 Ω.
(3)因a元件的I-U線是直線,說明電阻隨電壓的變化不變,故可作為標(biāo)準(zhǔn)電阻,故A對,B錯.因I-U線的斜率倒數(shù)表示電阻值的變化,故C對,D錯,選A、C.
答案:(1)g (2)0.8 (3)AC
4.有一個小燈泡上標(biāo)有“4 V、2 W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I—U圖線.現(xiàn)有下列器材供選用:
A.電壓表(0~5 V,內(nèi)阻10 k
8、Ω) B.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻20 kΩ)
C.電流表(0~3 A,內(nèi)阻1 Ω) D.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻0.4 Ω)
E.滑動變阻器(10 Ω,2 A) F.滑動變阻器(500 Ω,1 A)
G.學(xué)生電源(直流6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)實驗時,選用圖7-5-10中甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗,請說明理由:________________________________________________________________________.
圖7-5-10
(2)實驗中所用電壓表應(yīng)選________,電流表應(yīng)選用______
9、__,滑動變阻器應(yīng)選用________.(用序號字母表示)
(3)把圖7-5-11中所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖.
圖7-5-11
解析:因?qū)嶒災(zāi)康氖且枥L小燈泡的伏安特性曲線,需要多次改變小燈泡兩端的電壓,故采用A圖所示的分壓式電路合適,這樣電壓可以從零開始調(diào)節(jié),且能方便地測多組數(shù)據(jù).因小燈泡額定電壓為4 V,則電壓表選0~5 V的A而舍棄0~15 V的B,因15 V的量程太大,讀數(shù)誤差大,小燈泡的額定電流I=0.5 A,則電流表只能選D.滑動變阻器F的最大阻值遠大于小燈泡內(nèi)阻8 Ω,調(diào)節(jié)不方便,電壓變化與變阻器使用部分的長度線性關(guān)系差,故舍去.小燈泡內(nèi)阻為電流表內(nèi)阻的=20倍,電壓表內(nèi)阻是小燈泡的=1 250倍,故電流表采用了外接法.
答案:(1)描繪燈泡的I—U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始,并要多取幾組數(shù)據(jù) (2)A D E
(3)如下圖所示.
5
用心 愛心 專心