现在要测量一只额定电压为U=3 V的小灯泡L的额定功率P(约为0.3 W).实验室备有如下器材:
电流表 (量程200 mA,内阻r1=10 Ω)
电流表 (量程300 mA,内阻约为几欧姆)
定值电阻R(10 Ω)
滑动变阻器R1(0~100 Ω,0.5 A)
电源E(E=5 V,r≈1 Ω)
单刀开关一个、导线若干
(1)设计出实验电路,画在下面的虚线框内.
(2)按(1)中设计的电路图把图实-6-18中仪器连接起来;
(3)写出主要的操作步骤:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(4)实验中计算灯泡额定功率的表达式为________.
(必须用题中给定的符号及你在(3)中设计的记录符号来表示)
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:
(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小灯泡亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总
不能为零,则可能是________导线断路.
(2)某同学测出电源和小灯泡的U-I图线如图实所示,将小灯泡和电阻R串联
后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R=________Ω.
(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、
(b)、)(c)所示,下列说法正确的是 ( )
A.a可以作为标准电阻使用
B.b能作为标准电阻使用
C.b的阻值随电压升高而增大
D.c的阻值随电压升高而增大
【解析】(1)若调节滑动变阻器,小灯泡的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,
说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g导线断路.
(2)由电源的U-I图线知E=3.0 V,r=1 Ω,当小灯泡与电阻串联后
由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r+R灯)
又由小灯泡的U-I图线得R灯==1.2 Ω
解得R=0.8 Ω.
(3)因a元件的I-U图线是直线,说明其电阻不随电压的变化而变化,故可作为标准电
阻,故A对,B错.b的阻值随电压升高而增大,c的阻值随电压升高而降低,故C对
D错.
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“6 V,1.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:
A.直流电源6 V(内阻不计)
B.直流电流表0~3 A(内阻0.1 Ω以下)
C.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω)
D.直流电压表0~10 V(内阻约为15 kΩ)
E.滑动变阻器10 Ω,2 A
F.滑动变阻器1 kΩ,0.5 A
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.
(1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号表示).
(2)在方框内画出实验电路图.
(3)试将图所示器材连成实验电路.
【解析】由I额= A=250 mA,故选C.因要求电压从零开始变化,变阻器用分压接法,
应选小阻值的E.
.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材:
A.小灯泡(3.8 V,1.5 W)
B.直流电源(电动势4.5 V,内阻约0.4 Ω)
C.电流表(量程0~500 mA,内阻约0.5 Ω)
D.电压表(量程0~5 V,内阻约5000 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器R2(0~50 Ω,额定电流1 A)
G.开关一个,导线若干
如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路
中的________,应选用的滑动变阻器是________.
【解析】由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量,所以滑动变阻器应选用分压式,分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比),由于R1<RL,选用R1时滑片移动时,电压变化明显,便于调节.又小灯泡的电阻约RL=9.6 Ω,RV/RL>RL/RA,所以安培表应该选用外接法.故应选用图丙所示电路.
用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,请将图所示实物连线成为实验电路.
微安表μA(量程200 μA,内阻约200 Ω);
电压表V(量程3 V,内阻约10 kΩ);
电阻R0(阻值约20 kΩ);
滑动变阻器R(最大阻值50 Ω,额定电流1 A);
电池组E(电动势3 V,内阻不计);
开关S及导线若干.
【解析】由于=0.5,=100,可以看出R0≫RA,故采用电流表内接法.因电阻R0的阻值远远大于滑动变阻器的阻值,故采用分压接法.画出电路原理图如图所示.把实物与原理图结合起来完成连线,注意电压表、电流表的正、负接线柱,保证电流从正接线柱进从负接线柱出.连线如图所示.
.(15分)(2010·广州模拟)鸵鸟是当今世界上最大的鸟,有人说,如果鸵鸟能长出一副与身材大小成比例的翅膀,就能飞起来.生物学研究的结论指出:鸟的质量与鸟的体长立方成正比.鸟扇动翅膀,获得向上的升力的大小可以表示为F=cSv2,式中S是翅膀展开后的面积,v为鸟的运动速度,c是比例常数.我们不妨以燕子和鸵鸟为例,假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀,已知燕子的最小飞行速度是5.5 m/s,鸵鸟的最大奔跑速度为22 m/s,又测得鸵鸟的体长是燕子的25倍,试分析鸵鸟能飞起来吗?