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描绘小电珠的伏安特性曲线
1.发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用,如图所示是一种发光二极管的实物图,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势,某同学想描绘它的伏安特性曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流,所得数据如下表所示.
U/V
0
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
I/mA
0
0.9
2.3
4.3
6.8
12.0
19.0
30.0
(1)实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0~3
V,内阻约10
kΩ)
B.电压表(量程0~15
V,内阻约25
kΩ)
C.电流表(量程0~50
mA,内阻约50
Ω)
D.电流表(量程0~0.6
mA,内阻约1
Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10
Ω,允许最大电流3
A)
F.电源(电动势6
V,内阻不计)
G.开关,导线
该同学做实验时,电压表选用的是　　　　,电流表选用的是　　　　.(填选项字母)?
(2)请在图甲中以笔画线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整.
(3)在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最　　　　端(填“左”或“右”).?
(4)根据表中数据,在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线.
(5)由I-U图线可知:二极管的电阻值随工作电压的增大而　　　　(填“不变”“增大”或“减小”).?
(6)若此发光二极管的最佳工作电流为10
mA,现将此发光二极管与电动势为3
V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R=　　　　
Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态.(结果保留3位有效数字)?
2.(2019·浙江卷)小明想测额定电压为2.5
V的小灯泡在不同电压下的电功率,电路如图1所示.
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是　　　　的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图1中的数字,如“7点至8点”);?
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图2所示,则电流为　　　　,此时小灯泡的功率为　　　　W;?
(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00
V
时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是　　　　.?
A.0.08
A
　　B.0.12
A
　　C.0.20
A
3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.6
V　1.8
W”字样,可供选用的器材如下:
①电流表A,量程0~0.6
A,内阻约为0.2
Ω;
②灵敏电流计G,量程0~100
μA,内阻约为1
000
Ω;
③电阻箱R0,阻值范围0~99
999
Ω;
④滑动变阻器R,阻值范围0~100
Ω;
⑤学生电源E,电动势为4
V,内阻不计;
⑥开关S及导线若干.
(1)若把灵敏电流计G改装成量程为5
V的电压表,则串联的电阻箱R0的阻值应调整为　　　　
Ω.?
(2)使用改装后的电压表
V,采用如图甲所示的电路进行测量,图乙是实物电路,请你用笔画线代替导线,把电路连接完整.
(3)用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如下表所示.
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
I1/A
0
0.19
0.30
0.37
0.43
0.46
0.48
0.49
I2/μA
0
10
20
30
40
50
60
70
请你根据表中数据,在给出的坐标系上作出图线.由图线可知,随着I1的增大,小灯泡的电阻　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).?
(4)根据作出的图线,当灵敏电流计读数I2为34
μA时,小灯泡两端的电压为　　　　
V,此时小灯泡的电阻为　　　　
Ω,功率为　　　　W(结果均保留2位有效数字).?
4.某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线.他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表:
U/V
0.00
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
现备有下列器材:
A.内阻不计的6
V电源;
B.量程为0~3
A的内阻不可忽略的电流表;
C.量程为0~0.3
A的内阻不可忽略的电流表;
D.量程为0~3
V的内阻很大的电压表;
E.阻值为0~10
Ω,额定电流为3
A的滑动变阻器;
F.开关和导线若干.
(1)这个学习小组在实验中电流表应选　　　　(填器材前面的字母).?
(2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个　　　　.?
(3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线,如图所示,分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而　　　　(填“变大”“变小”或“不变”).?
(4)若把用电器Z接入如图所示的电路中时,电流表的读数为0.150
A,已知A、B两端电压恒为2
V,则定值电阻R0的阻值为　　　　
Ω.(结果保留2位有效数字)?
5.在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,一组同学用量程0~3
V的电压表测量小灯泡的电压,用多用电表的“250
mA”挡测量通过小灯泡的电流.
(1)在图甲电路中,需要将多用电表的两表笔连接到a、b两处,其中黑表笔应与　　　　(选填“a”或“b”)连接.?
(2)将得到的数据记录在表格中,当电压为1.50
V时,对应的多用电表指针指示如图乙所示,其读数为　　　　mA.?
(3)根据表格中的其他数据,在图中绘制出I-U曲线.
电压U/V
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
电流I/mA
0
115
154
188
200
(4)由I-U曲线可以看出,随电压、电流的增大,小灯泡的电阻　　　　.?
(5)实验后,某同学用多用电表的欧姆挡测量小灯泡的电阻,他将选择开关置于电阻“×1”挡,调零后将红、黑表笔接在小灯泡的两极上,已知多用电表内部欧姆挡所接电池的电动势为1.5
V,欧姆挡刻度盘的中央刻度示数为15,则指针位于　　　　区间.?
A.大于10
　B.7~9
C.4.5~7
D.小于4.5
6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5
V　2.5
W”的小灯泡、导线和开关外,还有:
A.直流电源(电动势约为5
V,内阻可不计)
B.直流电流表(量程0~3
A,内阻约为0.1
Ω)
C.直流电流表(量程0~600
mA,内阻约为5
Ω)
D.直流电压表(量程0~15
V,内阻约为15
kΩ)
E.直流电压表(量程0~5
V,内阻约为10
kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值10
Ω,允许通过的最大电流为2
A)
G.滑动变阻器(最大阻值1
kΩ,允许通过的最大电流为0.5
A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.
(1)实验中电流表应选用　　　　,电压表应选用　　　　,滑动变阻器应选用　　　　(均用序号字母表示).?
(2)请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路.
(3)某同学通过实验正确作出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中,其中电源电动势E=6
V,内阻r=1
Ω,定值电阻R=9
Ω,此时灯泡的实际功率为　　　　W.(结果保留2位有效数字)?
7.某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8
V,额定电流0.32
A);电压表
V(量程3
V,内阻3
kΩ);电流表A(量程0.5
A,内阻0.5
Ω);固定电阻R0(阻值1
000
Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0
Ω);电源E(电动势5
V,内阻不计);开关S;导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8
V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻　　　　(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率　　　　(填“增大”“不变”或“减小”).?
(3)用另一电源E0(电动势4
V,内阻1.00
Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为　　　　W,最大功率为　　　　W.(结果均保留2位小数)?
8.由金属丝制成的电阻阻值会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线.可供选择的实验器材有:
A.待测电阻器Rx(2.5
V,1.2
W)
B.电流表A(0~0.6
A,内阻为1
Ω)
C.电压表
V(0~3
V,内阻未知)
D.滑动变阻器(0~10
Ω,额定电流1
A)
E.电源(E=3
V,内阻r=1
Ω)
F.定值电阻R0(阻值5
Ω)
G.开关一个和导线若干
(1)实验时,该同学采用电流表内接法,并且电阻器两端电压从零开始变化,请在方框内画出实验电路图.
(2)按照正确的电路图,该同学测得实验数据如下:
I/A
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.48
U/V
0.25
0.40
0.60
0.90
1.25
1.85
2.50
3.00
UR/V
其中,I是电流表的示数,U是电压表的示数,UR是电阻器两端的实际电压.请通过计算补全表格中的空格,然后在坐标图中画出电阻器的UR-I曲线.
(3)该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来,接在本实验提供的电源两端,则电阻器的实际功率是　　　　W.(结果保留2位小数)?
描绘小电珠的伏安特性曲线
1.发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用,如图所示是一种发光二极管的实物图,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势,某同学想描绘它的伏安特性曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流,所得数据如下表所示.
U/V
0
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
I/mA
0
0.9
2.3
4.3
6.8
12.0
19.0
30.0
(1)实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0~3
V,内阻约10
kΩ)
B.电压表(量程0~15
V,内阻约25
kΩ)
C.电流表(量程0~50
mA,内阻约50
Ω)
D.电流表(量程0~0.6
mA,内阻约1
Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10
Ω,允许最大电流3
A)
F.电源(电动势6
V,内阻不计)
G.开关,导线
该同学做实验时,电压表选用的是　　　　,电流表选用的是　　　　.(填选项字母)?
(2)请在图甲中以笔画线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整.
(3)在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最　　　　端(填“左”或“右”).?
(4)根据表中数据,在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线.
(5)由I-U图线可知:二极管的电阻值随工作电压的增大而　　　　(填“不变”“增大”或“减小”).?
(6)若此发光二极管的最佳工作电流为10
mA,现将此发光二极管与电动势为3
V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R=　　　　
Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态.(结果保留3位有效数字)?
【答案】　　(1)A　C　(2)见解析图　(3)左　(4)见解析图
(5)减小　(6)110
【解析】
(1)根据实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据范围可知:电压变化的最大值为2.8
V,所以电压表选A;电流变化的最大值为30
mA,所以电流表选C.
(2)电压、电流要从0测起,所以滑动变阻器应该用分压式;二极管的电阻更接近电流表的内阻.电流表应该用外接法.实物图的连接如图甲所示.
甲　　　　　　　　　　　乙
(3)根据题意可知当开关S闭合前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,即滑动变阻器的滑片应置于最左端.
(4)根据表中数据,在图上描出各点,用平滑的曲线连接起来.如图乙所示.
(5)图线上的点与原点的连线的斜率越来越大,故随电压的增大,电阻减小.
(6)根据I-U图线可知,当二极管的工作电压为1.9
V时,工作电流约为10
mA,串联电阻上分得的电压应为1.1
V,故应串联的电阻为R=110
Ω.
2.(2019·浙江卷)小明想测额定电压为2.5
V的小灯泡在不同电压下的电功率,电路如图1所示.
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是　　　　的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图1中的数字,如“7点至8点”);?
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图2所示,则电流为　　　　,此时小灯泡的功率为　　　　W;?
(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00
V
时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是　　　　.?
A.0.08
A
　　B.0.12
A
　　C.0.20
A
【答案】　(1)1点至4点　(2)0.30
A　0.75　(3)C
【解析】　(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,说明滑动变阻器接成了限流接法,由图示电路图可知,其原因是1点至4点的导线没有连接好.
(2)电流表量程为0.6
A,分度值为0.02
A,示数为0.30
A,灯泡额定功率:P=UI=2.5×0.30
W=0.75
W.
(3)灯泡电阻随温度升高而增大,电压越小灯泡额定功率越小,灯丝温度越低,灯泡电阻越小,由此可知1.00
V电压对应的电流应为0.20
A,故C正确.
3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.6
V　1.8
W”字样,可供选用的器材如下:
①电流表A,量程0~0.6
A,内阻约为0.2
Ω;
②灵敏电流计G,量程0~100
μA,内阻约为1
000
Ω;
③电阻箱R0,阻值范围0~99
999
Ω;
④滑动变阻器R,阻值范围0~100
Ω;
⑤学生电源E,电动势为4
V,内阻不计;
⑥开关S及导线若干.
(1)若把灵敏电流计G改装成量程为5
V的电压表,则串联的电阻箱R0的阻值应调整为　　　　
Ω.?
(2)使用改装后的电压表
V,采用如图甲所示的电路进行测量,图乙是实物电路,请你用笔画线代替导线,把电路连接完整.
(3)用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如下表所示.
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
I1/A
0
0.19
0.30
0.37
0.43
0.46
0.48
0.49
I2/μA
0
10
20
30
40
50
60
70
请你根据表中数据,在给出的坐标系上作出图线.由图线可知,随着I1的增大,小灯泡的电阻　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).?
(4)根据作出的图线,当灵敏电流计读数I2为34
μA时,小灯泡两端的电压为　　　　
V,此时小灯泡的电阻为　　　　
Ω,功率为　　　　W(结果均保留2位有效数字).?
【答案】　(1)49
000　(2)见解析图甲　(3)见解析图乙　变大　(4)1.7　4.3　0.68
【解析】　(1)根据改装原理可知,电流表改装成电压表需要串联一个大电阻,根据串联电路规律可知R=-Rg=
Ω-1
000
Ω=49
000
Ω;(2)根据原理图可得出对应的实物图如图甲所示;(3)根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图乙所示;结合图乙可知,随着电流I1的增大,小灯泡的电阻在变大;(4)当灵敏电流计读数I2为34
μA时,小灯泡两端的电压U1=I2(R+Rg)=34×10-6×50
000
V=1.7
V;由图乙可知,此时小灯泡的电流I1=0.40
A,则小灯泡的电阻RL==
Ω=4.3
Ω;小灯泡的功率P=U1I1=1.7×0.4
W=0.68
W.
4.某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线.他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表:
U/V
0.00
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
现备有下列器材:
A.内阻不计的6
V电源;
B.量程为0~3
A的内阻不可忽略的电流表;
C.量程为0~0.3
A的内阻不可忽略的电流表;
D.量程为0~3
V的内阻很大的电压表;
E.阻值为0~10
Ω,额定电流为3
A的滑动变阻器;
F.开关和导线若干.
(1)这个学习小组在实验中电流表应选　　　　(填器材前面的字母).?
(2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个　　　　.?
(3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线,如图所示,分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而　　　　(填“变大”“变小”或“不变”).?
(4)若把用电器Z接入如图所示的电路中时,电流表的读数为0.150
A,已知A、B两端电压恒为2
V,则定值电阻R0的阻值为　　　　
Ω.(结果保留2位有效数字)?
【答案】
(1)C　(2)D　(3)变大　(4)6.7
【解析】　(1)电流表的最大读数为0.215
A,故电流表应选C.
(2)因元件Z两端的电压和通过它的电流均从零开始增加,故滑动变阻器应选分压式接法,又元件Z电阻约5
Ω,电阻较小,电流表应外接,故选D实验电路.
(3)因I-U图象向下弯曲,故Z的电阻随U变大而变大.
(4)Z与R0串联后的总电阻为RZ+R0=,由I-U图象知,当I=0.150
A时,UZ=1.00
V,RZ=.
解得R0=-≈6.7
Ω.
5.在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,一组同学用量程0~3
V的电压表测量小灯泡的电压,用多用电表的“250
mA”挡测量通过小灯泡的电流.
(1)在图甲电路中,需要将多用电表的两表笔连接到a、b两处,其中黑表笔应与　　　　(选填“a”或“b”)连接.?
(2)将得到的数据记录在表格中,当电压为1.50
V时,对应的多用电表指针指示如图乙所示,其读数为　　　　mA.?
(3)根据表格中的其他数据,在图中绘制出I-U曲线.
电压U/V
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
电流I/mA
0
115
154
188
200
(4)由I-U曲线可以看出,随电压、电流的增大,小灯泡的电阻　　　　.?
(5)实验后,某同学用多用电表的欧姆挡测量小灯泡的电阻,他将选择开关置于电阻“×1”挡,调零后将红、黑表笔接在小灯泡的两极上,已知多用电表内部欧姆挡所接电池的电动势为1.5
V,欧姆挡刻度盘的中央刻度示数为15,则指针位于　　　　区间.?
A.大于10
　B.7~9
C.4.5~7
D.小于4.5
【答案】
(1)b　(2)172　(3)图见解析　(4)增大　(5)D
【解析】
(1)多用电表充当电流表时,应保证电流“红进黑出”;根据电路图可知,黑表笔应与b连接.
(2)由题图乙可知,所用量程为250
mA,分度值为5
mA,则读数为172
mA.
(3)根据表中数据利用描点法可得出对应的I-U曲线,如图所示.
(4)I-U图象上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由图可知,小灯泡的电阻随电压、电流的增大而增大.
(5)将多用电表电阻“×1”挡等效为电动势为1.5
V、内阻为15
Ω的电源,在小灯泡的I-U图象上画出该电源的I-U图象,交点为工作点,交点坐标大概为(0.30
V,80
mA),可得小灯泡电阻约为3.75
Ω,则可知指针对应的区间应为D.
6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5
V　2.5
W”的小灯泡、导线和开关外,还有:
A.直流电源(电动势约为5
V,内阻可不计)
B.直流电流表(量程0~3
A,内阻约为0.1
Ω)
C.直流电流表(量程0~600
mA,内阻约为5
Ω)
D.直流电压表(量程0~15
V,内阻约为15
kΩ)
E.直流电压表(量程0~5
V,内阻约为10
kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值10
Ω,允许通过的最大电流为2
A)
G.滑动变阻器(最大阻值1
kΩ,允许通过的最大电流为0.5
A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.
(1)实验中电流表应选用　　　　,电压表应选用　　　　,滑动变阻器应选用　　　　(均用序号字母表示).?
(2)请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路.
(3)某同学通过实验正确作出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中,其中电源电动势E=6
V,内阻r=1
Ω,定值电阻R=9
Ω,此时灯泡的实际功率为　　　　W.(结果保留2位有效数字)?
【答案】
　(1)C　E　F　(2)见解析图甲　(3)0.84
【解析】
　(1)灯泡的额定电压为5
V,因此电压表选择量程大于等于5
V的即可,故选E;灯泡的额定电流I==0.5
A,故电流表应选择C;因本实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化,故滑动变阻器应采用分压接法,应选最大阻值较小的F.
(2)小灯泡正常工作时的电阻约为10
Ω,与电流表的内阻接近,故电流表应采用外接法,实物图如图甲所示.
(3)从整个电路看,小灯泡两端的电压U和电流I还满足:U=E-I(r+R),即U=-10I+6,在图乙中作出对应的图线如图所示,则两图线的交点即为灯泡的工作点,此时灯泡的电压约为2.2
V,电流约为0.38
A,则灯泡的功率P=UI=2.2×0.38
W≈0.84
W.
7.某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8
V,额定电流0.32
A);电压表
V(量程3
V,内阻3
kΩ);电流表A(量程0.5
A,内阻0.5
Ω);固定电阻R0(阻值1
000
Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0
Ω);电源E(电动势5
V,内阻不计);开关S;导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8
V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻　　　　(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率　　　　(填“增大”“不变”或“减小”).?
(3)用另一电源E0(电动势4
V,内阻1.00
Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为　　　　W,最大功率为　　　　W.(结果均保留2位小数)?
【答案】　　(1)见解析　(2)增大　增大　(3)0.39　1.20
【解析】
(1)要实现在0~3.8
V的范围内对小灯泡的电压进行测量,则滑动变阻器需要设计成分压接法;电压表
V与固定电阻R0串联后可将电压表的量程扩大为4
V.由于小灯泡正常发光时的电阻约为12
Ω,所以需将电流表外接,电路如图所示.
(2)由小灯泡的伏安特性曲线可知,随着电流的增加,小灯泡的电阻增大.根据电阻定律可知,灯丝的电阻率增大.
(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0
Ω时,流过小灯泡的电流最小,小灯泡的实际功率最小.根据闭合电路的知识可知,小灯泡两端的电压U、电流I满足:U=E-I(r+R),即U=-10I+4,在题图(a)中画出相应的I-U图线如图中Ⅰ所示,故小灯泡的最小功率为Pmin=U1I1=1.75×0.225
W≈0.39
W.当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时,流过小灯泡的电流最大,小灯泡的实际功率最大,同理,此时小灯泡两端的电压U、电流I满足:U=4-I,图线如图中Ⅱ所示,故小灯泡的最大功率为Pmax=U2I2=3.68×0.325
W≈1.20
W.
8.由金属丝制成的电阻阻值会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线.可供选择的实验器材有:
A.待测电阻器Rx(2.5
V,1.2
W)
B.电流表A(0~0.6
A,内阻为1
Ω)
C.电压表
V(0~3
V,内阻未知)
D.滑动变阻器(0~10
Ω,额定电流1
A)
E.电源(E=3
V,内阻r=1
Ω)
F.定值电阻R0(阻值5
Ω)
G.开关一个和导线若干
(1)实验时,该同学采用电流表内接法,并且电阻器两端电压从零开始变化,请在方框内画出实验电路图.
(2)按照正确的电路图,该同学测得实验数据如下:
I/A
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.48
U/V
0.25
0.40
0.60
0.90
1.25
1.85
2.50
3.00
UR/V
其中,I是电流表的示数,U是电压表的示数,UR是电阻器两端的实际电压.请通过计算补全表格中的空格,然后在坐标图中画出电阻器的UR-I曲线.
(3)该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来,接在本实验提供的电源两端,则电阻器的实际功率是　　　　W.(结果保留2位小数)?
【答案】　(1)见解析　(2)见解析　(3)0.32
【解析】
(1)要使电阻器两端电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法.电路如图甲所示.
(2)电压表的示数减去电流表的分压即为电阻器两端的电压:UR=U-Ir,数据如下表.电阻器的伏安特性曲线如图乙所示.
UR/V
0.10
0.20
0.35
0.60
0.90
1.45
2.05
2.52
(3)当电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来,接在本实验提供的电源两端时,根据闭合电路的知识得UR+I(r+R0)=E,作出UR-I图象如图乙中直线所示,由此图象与电阻器UR-I图线的交点可得此时电阻器的电压UR=0.9
V,电流I=0.35
A,电阻器的实际功率为P=URI≈0.32
W.

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