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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个“2.5 V、0.3 A”的小...

描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,需测量一个“2.5 V0.3 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材:

直流电源(电动势3.0 V,内阻不计)

电流表A1(量程3 A,内阻约0.1 Ω)

电流表A2(量程600 mA,内阻约5 Ω)

电压表V1(量程3 V,内阻约3 kΩ)

电压表V2(量程15 V,内阻约15 kΩ)

滑动变阻器R1(阻值010 Ω,额定电流1 A)

滑动变阻器R2(阻值01 kΩ,额定电流300 mA)

1)在该实验中,电流表应选择___,电压表应选择___,滑动变阻器应选择___

2)为了减小实验误差,应选择以下哪个实验电路进行实验___

3)下表是某同学在实验中测出的数据,该同学根据表格中的数据在方格纸上已画出除了第6组数据的对应点,请你在I­U图象上画出第6组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线____

4)实验中,如果把这个小灯泡和一个阻值为的定值电阻串联在电动势为3V、内阻为的直流电源上,则小灯泡消耗的实际功率约为____ W

 

A2 V1 R1 C 0.20(0.18~0.22) 【解析】 (1) 由于该实验需要测量“2.5 V、0.3 A”的小灯泡的伏安特性曲线,通过小灯泡的最大电流为0.3 A,故需要选用量程为600 mA的电流表A2;直流电源电动势为3.0 V,故电压表应选用量程为3V的V1;该实验需要小灯泡两端的电压从0开始调起,供电部分要用分压式电路,滑动变阻器应选用阻值较小的R1; (2)由于小灯泡的电阻远小于电压表的电阻,故测量时采用电流表外接会减小实验的系统误差,供电电路采用分压式连接,故采用C电路进行实验; (3)描出该点,并用平滑的曲线将各点连接起来即可,如图所示: (4)小灯泡相当于与一个电动势为3V、内阻为10Ω的电源连接,我们可以在小灯泡的伏安特性曲线的坐标图中再作出该电源的I—U图线,如图所示,则两个图线交点的坐标就是电路中小灯泡的电压和电流,即小灯泡两端的电压UL=1.0 V,电流IL=0.20 A,故小灯泡消耗的实际功率约为 PL=ULIL=1.00.20W=0.20W  
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考点分析:
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某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表.

1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻,图中电源内阻可忽略不计,闭合开关,将电阻箱阻值调到3kΩ时,电压表恰好满偏;将电阻箱阻值调到12 kΩ时,电压表指针指在如图b所示位置,则电压表的读数为____V.由以上数据可得电压表的内阻RV____kΩ.

2)将图a的电路稍作改变,在电压表两端接上两个表笔,就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表,如图c所示,为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度,进行了如下操作:闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“3.0V”处,此处刻度应标阻值为____(填“0”“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度,则“1 V”处对应的电阻刻度为____kΩ.

3)若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻不能忽略且变大,电动势不变,但将两表笔断开时调节电阻箱,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果将____

A.偏大    B.偏小 C.不变   D.无法确定

 

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某同学用化学课所学的知识,用柠檬自制了一个水果电池,用万用表粗测得知它的电动势E约为3V,内阻r约为40Ω,若该电池允许输出的最大电流为20mA.为了测定该电池的电动势和内阻,某同学准备了如下器材:

A.待测电池

B.电压表V:量程0~15V,内阻Rv≈15kΩ

C.电流表A:量程0~1mA,内阻RA=38Ω

D.电阻箱R0-999.9Ω

E.定值电阻R1=2Ω

F.定值电阻R2=19Ω

G.定值电阻R3=72Ω

H.定值电阻R=108Ω

I.开关、导线若干.

(1)该同学设计的部分电路如图甲所示,图中保护电阻R0应选择器材中的___________(填写器材前的选项字母)

(2)选择合适的器材,将虚线框中的电路补充完整_______,并在电路中注明所选器材的符号:

(3)将电阻箱的阻值调整到最大,闭合开关.

(4)调节电阻箱的电阻,使所选电表指针指到某一位置,记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x,电表读数用国际单位(AV)作单位.

(5)重复步骤(4)获取多组Rx的值.

(6)断开开关,整理器材.

(7)据所得数据在R坐标系中描点连线,如图乙所示.

根据图线可求得该电池的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω.(结果均保留一位小数)

 

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现要较准确地测量量程为0~3V、内阻大约为3kΩ的电压表V1的内阻Rv,实验室提供的器材如下:

电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)

电流表A2(量程0~1mA,内阻约100Ω)

电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);

定值电阻R1(阻值200Ω);

定值电阻R2(阻值2kΩ);

滑动变阻器R3(最大阻值100Ω,最大电流1.5A)

电源E1(电动势6V,内阻约0.5Ω)

电源E2(电动势3V,内阻约0.5Ω);

开关S,导线若干

(1)选用上述的一些器材,甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路.

在图甲的电路中,电源选择E1,则定值电阻R应该选择___;在图乙的电路中,电源选择E2,电流表应该选择___.(填写对应器材的符号)

(2)根据图甲电路,多次测量得到多组电手表V1和V2的读数U1、U2,用描点法得到U1﹣U2图象,若图象的斜率为k1,定值电阻的阻值为R,则电压表V1的内阻RV___;根据图乙电路,多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1'、I,用描点法得到可U1′﹣I图象,若图象的斜率为k2,则电压表V1的内阻RV′=___.(用题中所给字母表示)

(3)从实验测量精度的角度分析,用图___电路较好;原因是___

 

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如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图,其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下:

①按电路图接好实验电路;

②接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度,记下这时的电压表读数U06.2 V和微安表读数I0490 μA;

③断开电键S并同时开始计时,每隔5 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;

④根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点(图中用“×”表示),则:

(1)根据图示中的描点作出图线_________

(2)图示中i-t图线下所围的面积所表示的物理意义是: ______________.

(3)根据以上实验结果和图线,估算当电容器两端电压为U0所带的电量Q0=__________,并计算电容器的电容C=________________.(这两空均保留两位小数)

 

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电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:V待测电压表(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关两个,导线若干。

1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整____________

2)根据设计的电路进行的实验步骤是:移动滑动电阻器的滑片,以保证通电后电压表所在的支路分压_____(填写最大最小);闭合开关s1s2,调节R1,使电压表的指针_____(填写满偏半偏);保持滑动电阻器滑片位置不变,断开s2,调节电阻箱R0,使电压表的指针_____(填写满偏半偏);读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻。

3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV,与电压表内阻的真实值RV相比,RV_____RV(”“=””)

 

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