Question

【題目】某同學(xué)描繪小燈泡的伏安特。所使用的器材有：

小燈泡L（額定電壓3.8V，額定電流0.50A）

電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）；

靈敏電流計(jì)G（量程1mA，內(nèi)阻為500Ω）；

電阻箱R0（阻值范圍0～9999.9Ω）；

滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～20Ω）；

電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻約2Ω）；

開(kāi)關(guān)S 及導(dǎo)線若干；

(1)為了能夠?qū)崿F(xiàn)在0-3.8V內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，需將靈敏電流計(jì)G改裝成量程為4V的電壓表，則______（填“串”或“并”）聯(lián)的電阻箱R0的阻值應(yīng)調(diào)整為_________Ω.

(2)請(qǐng)?jiān)趫D（b）的方框中畫(huà)全運(yùn)用上述器材描繪小燈泡伏安特性的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)注對(duì)應(yīng)的器材符號(hào)_________.

(3)實(shí)驗(yàn)中得到電流表A讀數(shù)I和靈敏電流計(jì)G讀數(shù)Ig如下表所示:

請(qǐng)你根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖（c）的坐標(biāo)系中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，做出I-Ig曲線_______________.

(4)由I- Ig曲線可知，小燈泡的電阻隨電流的增大而_______（填“變大”“變小”或者“不變”）

(5)如圖（d）所示，將該小燈泡和定值電阻R與一電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)阻r=5.0Ω的電源串聯(lián)時(shí)，電源的輸出功率最大，可知此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率約為________W,定值電阻的阻值R=_______ Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】（1）串 3500.0Ω （2）圖見(jiàn)解析； （3）圖見(jiàn)解析； （4）增大 （5）0.34(0.31~0.36) 1.3(1.0~1.5)

【解析】

（1）將靈敏電流計(jì)改裝成量程較大的電壓表，需要串聯(lián)電阻，根據(jù)歐姆定律計(jì)算要串聯(lián)的電阻值；（2）根據(jù)改裝后的電壓表、電流表以及燈泡的電阻關(guān)系確定電路的連接方式；（3）根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫(huà)圖；（4）根據(jù)圖像的斜率判斷燈泡電阻隨電壓的變化情況；（4）當(dāng)電源輸出功率最大時(shí)，內(nèi)阻等于外電阻，結(jié)合畫(huà)出的圖像求解燈泡的實(shí)際功率以及定值電阻的阻值。

（1）將靈敏電流計(jì)G改裝成量程為4V的電壓表，則需要串聯(lián)的電阻箱R0的阻值應(yīng)調(diào)整為.

（2）改裝后的電壓表內(nèi)阻為4000Ω遠(yuǎn)大于燈泡內(nèi)阻（7.6Ω），故采用電流表外接；滑動(dòng)變阻器用分壓電路，如圖；

（3）做出I-Ig曲線如圖；

（4）因Ig的值與燈泡兩端的電壓相對(duì)應(yīng)，則I- Ig曲線的斜率的倒數(shù)反映燈泡電阻的變化，由圖像可知，小燈泡的電阻隨電流的增大而變大；

（5）如圖（d）所示，將該小燈泡和定值電阻R與一電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)阻r=5.0Ω的電源串聯(lián)時(shí)，電源的輸出功率最大，可知此時(shí)定值電阻R與燈泡的電阻之和等于電源的內(nèi)阻5.0Ω，此時(shí)電路中的電流，由圖像可知，此時(shí)燈泡兩端的電壓為0.26×10-3×4000V=1.04V；小燈泡的實(shí)際功率約為P=IU=1.04×0.3W=0.31W；定值電阻的阻值R兩端的電壓為UR=×3-1.04=0.46V；則。