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(2013?宁波二模)在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,所选用的实验器材有:
A:小灯泡“2.5V,0.2A”
B:电流表0-0.6A-3A(内阻约1Ω)
C:电压表0-3V-15V (内阻很大)
D:滑线变阻器“2A,10Ω”
E:电源(两节干电池)
F:开关一个,导线若干
(1)在实验时小杰同学采用了如图甲所示的实物电路,则具体实验操作前该电路需改进的地方有
电流表应采用外接法;电流表量程太大;滑片应置于左侧
电流表应采用外接法;电流表量程太大;滑片应置于左侧

(2)在改正电路需改进之处后,小杰同学进行了实验,但在实验中发现,无论怎样调节滑线变阻器,都不能使小灯泡两端电压达到2.5V额定电压,而是只能勉强达到1.80V,于是他猜想是否干电池太旧,总电动势只能达到1.8V,为了验证自己的猜想,他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验,电路图如图乙,实验数据如下:
U(V) 2.37 2.30 2.18 2.10 1.90 1.60 1.30
I(A) 0.11 0.14 0.18 0.21 0.29 0.42 0.56
Ⅰ.请在图丙坐标纸上画出U-I图线,由图线可得E=
2.61
2.61
V,电源内阻为r=
2.6
2.6

Ⅱ.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.8V的原因是否如小杰所猜测?由实验数据得小灯泡两端电压为1.8V时电流为0.19A,试通过分析说明只能达到1.80V的原因.
分析:(1)根据灯泡内阻与电表内阻的关系确定电流表的接法;实验时电表要选择合适的量程;滑动变阻器采用分压接法,闭合开关前,分压电路分得的电压应为零.
(2)应用描点法作图作出电眼的U-I图象;电源的U-I图象与纵轴交点的坐标值是电源的电动势,图象斜率的绝对值是电源的内阻;根据实验电路,应用欧姆定律分析答题.
解答:解:(1)小灯泡内阻很小,约为几欧姆到十几欧姆,而电压表内阻很大,约为几千欧姆定律到几万欧姆,灯泡电阻远小于电压表内阻,实验时电流表应采用外接法而不是采用内接法;电源电动势约为3V,灯泡电阻约为几欧姆左右,电路最大电流不会超过0.6A,电流表应选0.6A量程而不是选择3A量程;由图甲所示可知,滑动变阻器采用分压接法,闭合开关前,为保护电路,滑片应置于左端,不能放在右端.
(2)Ⅰ、根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图象,电源的U-I图象如图所示;由图象可知,图象与纵轴的交点坐标值为你2.61,则电源电动势E=2.61V,电源内阻r=
△U
△I
=
2.61-1.30
0.5
≈2.6Ω;
Ⅱ、电源电动势为2.61V,电压表示数达不到2.5V,不是电源电动势太小造成的;
灯泡两端电压为1.8V时,灯泡电阻R=
1.8V
0.19A
≈9.5Ω,
分压支路小灯泡与电流表总内阻约为10欧姆,滑动变阻器最大阻值为10Ω,
则滑动变阻器与分压支路并联电阻约为5欧姆,U分压=IR=
E
R+r
R=
2.61×5
5+2.6
≈1.7V,所以电压表示数不能达到2.5V;
故答案为:(1)电流表应采用外接法;电流表量程太大;滑片应置于左侧;(2)Ⅰ图象如图所示;2.61; 2.6;Ⅱ电压只能到达1.8V的原因是电源灯泡的最大分压约为1.8V.
点评:本题考查了实验电路分析、求电源电动势与内阻,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据的处理方法,要掌握描点法作图的方法,要会根据电源的U-I图象求出电源的电动势与内阻.
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