- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
某实验小组要描绘一只规格为“2.5V 0.5A”小灯泡的伏安特性曲线, 除了提供导线和开关外,还有以下一些器材:
A.电源E(电动势为3.0 V,内阻不计)
B.电压表V(量程为0~3.0v,内阻约为)
C.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约为)
D.滑动变阻器R(最大阻值额定电流1A)
(1)为完成本实验,请用笔画线当导线,在图甲中将实物图连成完整的电路,要求实验误差尽可能的小。(图中有几根导线已经接好)
如果电路中的所有仪器都完好,闭合开关后无论如何调节滑动变阻器,发现小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数均不能为零,试判断可能是哪根导线发生了断路?请用“×”在相应的导线上标出。
(2)下表中的数据是该小组在实验中测得的,请根据表格中的数据在图乙的方格。
(3)如果用一个电动势为1.5V,内阻为3的电源与该小灯泡组成电路,则该小灯泡的实际功率约为________________w(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)
(2)
(3)0.18~0. 20
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
①小灯泡L,规格“4.5V.0.5A”;
②电流表A,量程0.6A,内阻r约为0.2Ω;
③电压表V,量程15V,内阻约为15kΩ;
④滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;
⑤学生电源E,电动势6V,内阻不计;⑥开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了如图1所示的电路进行测量,请按照图1电路图把图2实物图中未完成的连线补充完整.
(2)乙同学经分析发现甲同学实验精度不高,又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱(0-99999.9Ω),想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,需要把电阻箱调成______Ω的阻值,并与灵敏电流计______(填“串”或“并”)联在电路中来替代实验中的电压表.
(3)乙同学用改装的电压表实验得到数据,现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I,横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG,画出I-IG图线,他已经把数据画在坐标纸上,请帮他把图线画出来.
(4)乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数.请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为______℃.
正确答案
(1)连接如图:
(2)设改装后的电压表为R总,则R总==50000Ω,故R串=R总-Rg=49000Ω.
(3)连成光滑曲线如图:
(4)840~870均可
故答案为:(1)如图;(2)49000,串联;(3)如图,连成折线的不给分,连成光滑曲线即可给分(4)840~870均可
如图所示,图(a)为半导体材料做成的热敏电阻的电阻值随温度变化的曲线,而图(b)则是用这个热敏电阻和继电器做成的温控电路.设电磁铁线圈的电阻为50Ω,线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,已知左侧电源的电动势为6V,电源的内电阻不计,则继电器中吸合衔铁的部件是______,要使右则电路中的小灯泡发光,温度的范围应是______.
正确答案
当温度上升时,电阻R的阻值减小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,将衔铁吸下,灯泡发光.过一段时间后,温度下降,电阻R的阻值增大,电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁被弹簧拉起,灯泡不发光.
继电器中吸合衔铁的部件是电磁铁,
当电流等于20mA时,合0.02A,总电阻R==
=300Ω,
由于是串联电路,所以热敏电阻的电阻=R-R0=300Ω-50Ω=250Ω,对应图象找出温度数值为45℃.
所以要使右则电路中的小灯泡发光,温度的范围应是大于等于45℃
故答案为:电磁铁,大于等于45℃.
发光二极管是目前很多用电器指示灯的电子元件,在电路中的符号是“
”只有当电流从标有“+”号的一端流入,从标有“一”号的一端流出时,它才能发光.这时可将它视为一个纯电阻.如图1为某厂家提供的某种型号发光二极管的伏安特性曲线.
①已知该型号的发光二极管的正常工作屯压为2 0V.若用电动势为6.0V,内阻可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间串联一只阻值为______Ω的定值电阻.
②已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA,请用实验验证这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致.可选用的器材有:
待测发光二极管;
直流电源E(电动势4.5V,内阻可以忽略不计);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
电压表V1(量程10V,内阻约50kΩ);
电压表V2(量程5V,内阻约20kΩ);
电流表A1(量程100mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程60mA,内阻约100Ω);
电键S、导线若干;
为准确、方便地进行检测,电压表应选用______,电流表应选用______(填字母符号)
⑧画出利用②中器材设计的实验电路图.
④按照正确的电路囹连接图2中的实物图,要求使滑动变阻器的滑动触头向右移动时流过二极管的电流增大.
正确答案
①发光二极管的正常工作电压为2 0V.则此时的电流为0.02A,则串联的定值电阻R==
Ω=200Ω.
②因为发光二极管允许通过的最大电流为56mA,所以电流表选择A2误差较小,根据图1知,二极管两端的电压在最大电流时,电压小于4V,所以电压表选择V2误差较小.
③因为电压和电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法;二极管的电阻大约为Ω=100Ω,远小于电压表的内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法.电路图如图所示.
④根据电路图连接实物图,滑动变阻器的滑动触头向右移动时二极管两端的电压增大.如图所示.
故答案为:①200Ω;
②V2;A2
③如图所示
④
如图(a)所示:电路中R1是阻值为1kΩ,且阻值不随温度改变的标准电阻,电源电动势ε=9V,其内阻不计.电阻R的U-I关系图线如图(b)中曲线所示,滑动变阻器R2的最大阻值为5kΩ.电键闭合后:
(1)当滑动变阻器R2=0时,R的阻值为______ kΩ.
(2)为使R1与R消耗的电功率相同,滑动变阻器R2的阻值应该调节到______ kΩ,这时R消耗的电功率是______W.
正确答案
(1)电阻R的U-I关系图线如图(b)中曲线所示,当滑动变阻器R2=0时,把R1看成电源的内阻,画出电源的U-I关系图线
读出两个图形的交点的电压和电流,根据欧姆定律得:
R==0.8 kΩ
(2)R1与R是串联关系,为使R1与R消耗的电功率相同,即使得R1与R的电阻相同,即R的电阻是1kΩ,
从电阻R的U-I关系图线得此时的电流是3mA,
根据欧姆定律得滑动变阻器R2的阻值应该调节到1kΩ,
这时R消耗的电功率P=UI=9×10-3W
故答案为:(1)0.8kΩ;( 2)1kΩ,9×10-3
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