甲同学用下列器材探究一个小灯泡(3V、1.5W)的电阻随其两端电压的变化关系:
A.待测小灯泡(3V、1.5W)
B.电源(3V、内阻不计)
C.电流表(0~3A,内阻约0.1Ω)
D.电流表(0~600mA,内阻约0.5Ω)
E.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
F.滑动变阻器(0~10Ω,1A)
G.滑动变阻器(0~1kΩ,300mA)
H.开关一个,导线若干
①实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(填器材前的字母)
②该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线,如图甲所示,则小灯泡的电阻随其两端电压的变化关系是 .
(2)乙同学用下列器材测定一电池组的电动势和内电阻:
A.待测电池组(电动势约3V,内阻约1Ω)
B.定值电阻(R0=5Ω)
C.电阻箱R(0~99.9Ω)
D.电压表(0~3V,内阻约5kΩ)
E.开关一个,导线若干
①请在图乙所示虚线框内画出实验原理图.
②该同学正确测量后通过描点得到图丙所示的﹣图象,则由此可知电源的电动势为E= V,内电阻为r= Ω.(保留两位有效数字)
(3)甲同学将小灯泡与乙同学实验中的电池组、定值电阻组成闭合回路,则小灯泡的实际功率为 W(保留两位有效数字).
知识点:用伏安法测电源电动势和内阻
解:(1)①由图可知,电流的最大值为0.5A,故电流表应选择600mA,故选D;
因采用滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器选择小电阻F;
②由图可知,I﹣U图象中的斜率减小,因I﹣U图象中的斜率表示电阻的倒数,可知电阻随电压的增大而增大;
(2)①因没有给出电流表,故应采用电压表和电阻箱组合进行测量,同时因内阻较小,故应将定值电阻与电源相连充当等效电源;原理较如图所示;
②根据闭合电路欧姆定律可知:U=
变形得: =+
则由图象可知: =
解得E=3.0V; ==2
解得r=1.0Ω;
(3)在I﹣U图象中作出等效电源的伏安特性曲线,如图所示;由图可知,灯泡的工作电压为1.1V,电流为0.3A; 则功率P=UI=1.1×0.3=0.33W;
故答案为:(1)①D;F;②电阻随电压的增大而增大;
(2)①如图所示;②3.0;1.0;
(3)0.33.
【考点】测定电源的电动势和内阻;描绘小电珠的伏安特性曲线.
【分析】(1)明确实验原理,根据给出的仪器选择正确的接法和仪表;并明确I﹣U图象的性质;
(2)明确根据闭合电路欧姆定律测量电动势和内电阻的实验方法,并明确数据处理的方法;
(3)在I﹣U图象中作出对应的电源的伏安特性曲线,两图象的交点为灯泡的工作点,从而可明确电压和电流,由P=UI可求得实际功率.