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小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线(要求电压变化从零开始),并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题.

A.电流表(0.6A,1Ω)
B.电压表(3V,1kΩ)
C.滑动变阻器(10Ω,1A)
D.电源(4V,内阻不计)
①用笔画线代替导线,将图1中的实验仪器连成完整的实验电路.
②开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于______端(填“a”或“b”).
③闭合开关,变阻器的滑片向b端移动,电压表的示数逐渐增大,电流表指针却几乎不动,则电路的故障为______.
④排除故障后,小明完成了实验,并由实验数据画出小灯泡I-U图象如图中实线所示.由图可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为______(保留两位有效数字).
⑤图2是用多用电表欧姆档“×1”档直接测量小灯泡灯丝在27℃时电阻值,则阻值为______?,若小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(203+t),k为比例常数.如图3,根据I-U图中的实线,估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为______C.
⑥若I-U图中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线,与实线相比,虚线______(填Ⅰ或Ⅱ)才是其真实的伏安特性曲线.
【答案】分析:①该实验采用了滑动变阻器的分压接法和电流表的外接法,由此可正确连接实物图;
②开始实验之前,要使滑动变阻器的输出电压为零,根据电路图可知滑动变阻器的滑片应置于a端;
③电压表有示数,说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接的电路中无断路;电流表指针几乎不动,说明电路中电阻很大,可能是断路了;
④由图象求出小灯泡在电压为2.0V时的电流值,根据P=UI可以求出灯泡的实际功率大小;
⑤欧姆表的读数为指针示数乘以档位,由此可以求出待测电阻数值,将此时温度和电阻值代入公式R=k(203+t)可以求k,然后根据图求出灯泡正常工作的电阻阻值,代入公式可知此时的温度大小.
⑥根据实验电路图可知,由于电压表的分流作用,导致测量的灯泡的电流值偏大,即相同电压情况下,灯泡实际电流比测量值偏小,因此II是真实的伏安特性曲线.
解答:解:①该实验要求电压从零调节,因此滑动变阻器要采用分压接法,由于灯泡电阻很小,因此电流表要采用外接法,由此可正确连接实物图如下所示:

②开始实验之前,要使滑动变阻器的输出电压为零,根据电路图可知滑动变阻器的滑片应置于a端.
故答案为:a.
③电压表有示数,说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接的电路中无断路;电流表指针几乎不动,说明电路中电阻很大,可能是断路了,故出现这种情况的可能性是小灯泡断路.
故答案为:小灯泡断路.
④根据灯泡的I-U图象可知,当灯泡的电压为2V时,灯泡的电流为0.19A,因此此时灯泡的时间功率为:
P=UI=2.0V×0.19A=0.38W.
故答案为:0.38W.
⑤多用电表欧姆档“×1”档,因此欧姆读数结果为:R=1.5×1Ω=1.5Ω,此时温度为t=27°代入公式:
R=k(203+t)             ①
得k的大小为:
k=                      ②
灯泡正常工作的电压为3V,根据根据灯泡的I-U图象可知此时灯泡的电流为0.23A,此时灯泡的电阻为:
         ③
联立①②③解得:t=1797°
故答案为:1797.
⑥根据实验电路图可知,由于电压表的分流作用,导致测量的灯泡的电流值偏大,即相同电压情况下,灯泡实际电流比测量值偏小,因此II是真实的伏安特性曲线.
故答案为:Ⅱ.
点评:本题考查了描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作,尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点,在平时中要加强训练.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:
A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用刻度尺量得细线长度l;
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期T=
t
n

E.用公式g=
4π2l
T2
计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过
 
(选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时.
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比
 
(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计) 开关、导线若干.
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压).
I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
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①为提高实验结果的准确程度,电流表选
 
;电压表选
 
;滑动变阻器选
 
.(以上均填写器材代号)
②请在上面的方框中画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:
 

⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是
 
W.

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科目:高中物理 来源:丰台区二模 题型:问答题

(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:
A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用刻度尺量得细线长度l;
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期T=
t
n

E.用公式g=
4π2l
T2
计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过______(选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时.
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计) 开关、导线若干.
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压).
I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

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①为提高实验结果的准确程度,电流表选______;电压表选______;滑动变阻器选______.(以上均填写器材代号)
②请在上面的方框中画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:______;
⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是______W.

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科目:高中物理 来源:2012年北京市丰台区高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:
A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用刻度尺量得细线长度l;
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期
E.用公式计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过______(选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时.
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计) 开关、导线若干.
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压).
I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

①为提高实验结果的准确程度,电流表选______;电压表选______;滑动变阻器选______.(以上均填写器材代号)
②请在上面的方框中画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:______;
⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是______W.

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