某同學研究小燈泡的伏安特*,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表V(量程3...
問題詳情:
某同學研究小燈泡的伏安特*,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表V(量程3V,內阻3kΩ);電流表A(量程0.5A,內阻0.5Ω);固定電阻R0(阻值1 000 Ω);滑動變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動勢5V,內阻不計);開關S;導線若干.
(1)實驗要求能夠實現在0~3.8V的範圍內對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖____.
(2)實驗測得該小燈泡伏安特*曲線如圖(a)所示.
由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻__(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率___(填“增大”“不變”或“減小”).
(3)用另一電源E0(電動勢4V,內阻1.00Ω)和題給器材連線成圖(b)所示的電路,調節滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率.閉合開關S,在R的變化範圍內,小燈泡的最小功率為___W,最大功率為________W.(結果均保留兩位小數)
【回答】
增大 增大 0.39 1.17
【詳解】
(1)電壓表量程為3 V,要求能夠實現在0~3.8 V的範圍內對小燈泡的電壓進行測量,需要給電壓表串聯一個定值電阻擴大量程,題目中要求小燈泡兩端電壓從零開始,故滑動變阻器用分壓式接法,小燈泡的電阻,因,故電流表用外接法,實驗電路原理圖如圖所示.
(2)由I-U圖象知,圖象中的點與座標原點連線的斜率在減小,表示燈泡的電阻隨電流的增大而增大,根據電阻定律R=ρ知,燈絲的電阻率增大.
(3)當滑動變阻器的阻值最大為9.0 Ω時,電路中的電流最小,燈泡實際功率最小,由E=U+I(R+r)得U=-10I+4,作出圖線①如圖所示.
由交點座標可得U1=1.78 V,I1=221 mA,
P1=U1I1≈0.39 W;
當滑動變阻器電阻值R=0時,燈泡消耗的功率最大,由E=U+I(R+r)得,I=-U+4,作出圖線②如圖所示.由交點座標可得,U2=3.70 V,I2=315 mA,最大的功率為
P2=U2I2≈1.17 W.
知識點:閉合電路的歐姆定律
題型:實驗,探究題
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