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22届高中物理一轮总复习 实验9 描绘小灯泡的伏安曲线(共42张PPT)
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这是一份22届高中物理一轮总复习 实验9 描绘小灯泡的伏安曲线(共42张PPT)，共42页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识预案自诊，关键能力学案突破等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线。2.分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理1.测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图像。2.由图像的斜率反映电流与电压的关系。
三、实验器材学生电源(4~6 V直流)或电池组、小电珠(3.8 V,0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。四、实验步骤1.连接电路2.移动滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压值U和电流值I填入表格。3.拆除电路,整理仪器。
五、数据处理1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立坐标系。2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。3.将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线。六、误差分析1.系统误差:电表内阻对电路的影响带来的误差。2.偶然误差:(1)电压表、电流表的读数带来的误差。(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差。
七、注意事项1.电流表外接法:本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出I-U图像,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压接法。3.保护元件安全:闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。
一、实验器材的原则和注意事项1.仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材;(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表);(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。2.实验器材的要求(1)电源允许的最大电流不能小于电路中的实际最大电流。(2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。(4)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 以上。
二、实验电路设计1.对于课本上本实验由于所给小灯泡电阻比较小,通常采用电流表外接法,又由于加在小灯泡两端电压要求从零开始,因此控制电路用的滑动变阻器采用分压接法。描绘出灯泡的伏安曲线后,有时要利用该小灯泡的伏安曲线求解其他问题,这就需要联系前面讲的伏安特性特点,进行数据分析和处理。2.在其他伏安法测量电路中,一般有电流表内接和外接两种方法,对于给定电表内阻的情况,应先比较R0与待测电阻Rx的关系,其中 。若Rx>R0,则设计为电流表内接法;若Rx
三、实验的创新以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置新题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性等特点。1.以实验原理及实验方法为基础,探究小灯泡功率与电压的关系。2.实验对象的变迁(实验对象变化后还要注意电流表的接法)
3.数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。
【典例1】 (2020全国卷Ⅱ)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200 mA,内阻Rg1=10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图甲所示。(1)根据图甲,在图乙的实物图中画出连线。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U= ,流过小灯泡的电流I= 。为保证小灯泡的安全,I1不能超过 mA。 (3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R= Ω(保留一位小数)。 (4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于 Ω(保留一位小数)。
答案 (1)如图所示 (2)I1(Rg1+R0) I2-I1 180 (3)11.6 (4)8.0
解析 (1)注意连线不要交叉,电表的正接线柱接电源正极。(2)根据串并联关系,并联电压相等,小灯泡两端的电压U=I1(Rg1+R0);并联电路干路电流等于支路电流之和,流过小灯泡的电流I=I2-I1;小灯泡的额定电压为3.6 V,代入U=I1(Rg1+R0),求得I1的最大值为180 mA。
思维点拨 已知内阻的电流表与定值电阻串联,既可以测量电流,又可以计算电压;要测量完整的伏安特性曲线,则灯泡两端的电压至少要达到3.6 V,因此电流表与定值电阻串联后能承受的电压值应不小于3.6 V。
【典例2】 (2017全国卷Ⅰ)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 (量程3 V,内阻3 kΩ);电流表 (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甲所示。
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乙所示的电路,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)(2)增大 增大 (3)0.39 1.17解析 (1)由于要求电压调节范围大,故用分压式。电压表量程只有3 V,故需串联R0改装为量程为4 V的电压表。小灯泡电阻较小( ),故用外接法。
(2)I-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数。随电流增大,与原点连线的斜率减小,故电阻增大。由 ,故电阻率增大。
(3)当R=9 Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体。U=E-I(R+r),故U=4 V-10 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75 V×0.225 A≈0.39 W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4 V-1 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.67 V×0.32 A≈1.17 W。
破题(1)明确实验原理,根据实验中给出的仪器分析滑动变阻器以及电流表接法;(2)根据I-U图像的性质进行分析,明确电阻随电流变化的规律,从而明确电阻率的变化情况;(3)分析滑动变阻器接入电阻的变化,作出等效电源的伏安特性曲线,得出对应的电流值和电压值,从而明确灯泡功率的极值。
迁移应用1.(2020广东珠海第二中学期中)如图甲是某电器元件的伏安特性曲线,有实验小组想用伏安法验证该伏安特性曲线,已有符合实验要求的电压表V(内阻约为10 kΩ);滑动变阻器R;直流电源E(电动势6 V,内阻不计);开关S和导线若干,另有电流表A1(量程0~50 mA,内阻约为50 Ω)、电流表A2(量程0~300 mA,内阻约为10 Ω)可供选择。
(1)从图像可判断该元件的电阻随温度的增大而 (选填“增大”或“减小”);当工作电压为4 V时,元件电阻为 Ω(计算结果保留三位有效数字)。
(2)电流表应选用 (选填“A1”或“A2”)。 (3)图乙实物图中,已正确连接部分电路,请完成余下电路的连接。(4)请完成主要实验的步骤:A.连接好实验电路,把变阻器的滑动片调到 (选填“A”或“B”)端。 B.闭合开关, ,使通过元件的电流从小到大变化,读出数据。 C.在U-I坐标系中描出对应电压与电流,绘制出伏安特性曲线。
答案 (1)减小 29.6(29.4~30.1均可) (2)A2(3)(4)B 调节滑动变阻器
解析 (1)由题图甲可知,随电压增大,电流增大,元件的实际功率增大,元件温度升高,由欧姆定律可知,电压与电流的比值减小,元件电阻减小。当工作电压U=4 V时,根据图像可知电流为I=0.135 A,则元件电阻 ,由于存在误差,29.4~30.1 Ω均可。(2)由题图甲可知,最大电流约为0.2 A,则电流表应选A2。
(3)相对来说电压表内阻远大于元件电阻,电流表应采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,实物电路图如图所示
(4)为保护电路,连接好实验电路,把变阻器的滑片调到B端。闭合开关,逐渐把变阻器的滑片向A端移动,元件两端电压增大,则通过元件的电流将逐渐变大,依次读出数据。
2.某实验小组测绘一只额定电压为3 V的小灯泡的伏安特性曲线。(1)实验室提供的电压表的量程为2.5 V,内阻为2 kΩ,想把它的量程扩大为4 V,需串联的电阻的阻值为 Ω; (2)实验中,要求加在小灯泡上的电压从零开始变化,闭合开关前滑动变阻器的正确接法是下图中 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)的连接方式;
(3)完成实验后,实验小组同学根据测得的数据描绘出小灯泡的U-I曲线,如图所示。当小灯泡两端电压为2.2 V时,电阻为 Ω,此时小灯泡消耗的电功率为 W。(计算结果保留两位有效数字)
答案 (1)1 200 (2)丁 (3)8.5 0.57解析 (1)将电压表(Ug=2.5 V,Rg=2 kΩ)改成量程为U=4 V的电压表,则需要串联的分压电阻为(2)实验要求电压表的示数从0开始连续变化,则滑动变阻器应采用分压接法,接法中需要将下方两接线柱与电源相连接,再接上方任一接线柱为测量电路进行供电,注意导线不能接到滑片上,故正确接法为丁。
(3)根据图像可知当电压为2.2 V时,对应的电流为260 mA,根据欧姆定律可得电阻为此时小灯泡消耗的电功率为P=UI=2.2×0.26 W=0.57 W。
3.(2020江苏泰州中学期中)某研究性学习小组的同学进行电学实验时,发现一个有趣的元件,它由A、B两导体并联组成,被封闭在一个透明的玻璃壳内,a、b是其两个外露的接线柱,如图甲所示,A是一个阻值为20 Ω的定值电阻,B是一种由特殊金属丝制成的导体,它的额定电压是9 V。为了进一步探究该元件的某些特性,同学们设计了适当的电路,使该元件上电压从零开始逐渐增加,测得相应的电流,并绘制出如图丙所示的I-U曲线。
(1)图乙是该小组实验时连接的实物图,请将漏画的一根导线补上。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应靠近 (选填“左端”或“右端”),若用此实验电路去测量该元件电阻,仅从实验原理上看,电阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 (3)由图丙的I-U曲线可求得导体B的额定电流为 A。 (4)若把该元件与一阻值为18 Ω的定值电阻串联后接到电动势为9 V,内阻不计的电源两端,则该元件的实际功率为 W,其中通过导体B中的电流为 A。
答案 (1)(2)左端 小于 (3)0.09(0.08~0.10均正确) (4)0.99(0.96~1.02均正确) 0.18(0.16~0.20均正确)
解析 (1)由题意可知,电路应采用分压接法,故滑动变阻器应先全部接在电源两端,并且开关应控制整个电路;故将开关左端与滑动变阻器的左下接线柱相连即可,如图所示。
(2)为使开始时测量电路部分的电压为零,应使测量电流并联在滑动变阻器的最小位移,故滑片应滑到最左端。因采用了电流表外接法,由于电压表的分流,使电流值偏大;则由 可知,测量值偏小。(3)由题图丙可知,当电压为9 V时,电路中的电流为0.54 A,此时流过A电阻的电流 =0.45 A,则B的额定电流为0.09 A,由于存在误差,0.08~0.10 A均正确。
(4)将18 Ω作为电源的内阻,如图作出等效电源的伏安特性曲线,则交点为待测电阻的工作点;则由图像可知电路中总电流为0.33 A,电压为3 V;则功率P=UI=3×0.33 W=0.99 W由于存在误差,0.96~1.02 W均正确。此时定值电阻A中的电流则流过B的电流IB=0.33 A-0.15 A=0.18 A由于存在误差,0.17~0.19 A均正确。
一、实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线。2.分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理1.测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图像。2.由图像的斜率反映电流与电压的关系。
三、实验器材学生电源(4~6 V直流)或电池组、小电珠(3.8 V,0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。四、实验步骤1.连接电路2.移动滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压值U和电流值I填入表格。3.拆除电路,整理仪器。
五、数据处理1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立坐标系。2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。3.将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线。六、误差分析1.系统误差:电表内阻对电路的影响带来的误差。2.偶然误差:(1)电压表、电流表的读数带来的误差。(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差。
七、注意事项1.电流表外接法:本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出I-U图像,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压接法。3.保护元件安全:闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。
一、实验器材的原则和注意事项1.仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材;(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表);(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。2.实验器材的要求(1)电源允许的最大电流不能小于电路中的实际最大电流。(2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。(4)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 以上。
二、实验电路设计1.对于课本上本实验由于所给小灯泡电阻比较小,通常采用电流表外接法,又由于加在小灯泡两端电压要求从零开始,因此控制电路用的滑动变阻器采用分压接法。描绘出灯泡的伏安曲线后,有时要利用该小灯泡的伏安曲线求解其他问题,这就需要联系前面讲的伏安特性特点,进行数据分析和处理。2.在其他伏安法测量电路中,一般有电流表内接和外接两种方法,对于给定电表内阻的情况,应先比较R0与待测电阻Rx的关系,其中 。若Rx>R0,则设计为电流表内接法;若Rx
三、实验的创新以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置新题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性等特点。1.以实验原理及实验方法为基础,探究小灯泡功率与电压的关系。2.实验对象的变迁(实验对象变化后还要注意电流表的接法)
3.数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。
【典例1】 (2020全国卷Ⅱ)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200 mA,内阻Rg1=10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图甲所示。(1)根据图甲,在图乙的实物图中画出连线。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U= ,流过小灯泡的电流I= 。为保证小灯泡的安全,I1不能超过 mA。 (3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R= Ω(保留一位小数)。 (4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于 Ω(保留一位小数)。
答案 (1)如图所示 (2)I1(Rg1+R0) I2-I1 180 (3)11.6 (4)8.0
解析 (1)注意连线不要交叉,电表的正接线柱接电源正极。(2)根据串并联关系,并联电压相等,小灯泡两端的电压U=I1(Rg1+R0);并联电路干路电流等于支路电流之和,流过小灯泡的电流I=I2-I1;小灯泡的额定电压为3.6 V,代入U=I1(Rg1+R0),求得I1的最大值为180 mA。
思维点拨 已知内阻的电流表与定值电阻串联,既可以测量电流,又可以计算电压;要测量完整的伏安特性曲线,则灯泡两端的电压至少要达到3.6 V,因此电流表与定值电阻串联后能承受的电压值应不小于3.6 V。
【典例2】 (2017全国卷Ⅰ)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 (量程3 V,内阻3 kΩ);电流表 (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甲所示。
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乙所示的电路,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)(2)增大 增大 (3)0.39 1.17解析 (1)由于要求电压调节范围大,故用分压式。电压表量程只有3 V,故需串联R0改装为量程为4 V的电压表。小灯泡电阻较小( ),故用外接法。
(2)I-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数。随电流增大,与原点连线的斜率减小,故电阻增大。由 ,故电阻率增大。
(3)当R=9 Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体。U=E-I(R+r),故U=4 V-10 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75 V×0.225 A≈0.39 W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4 V-1 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.67 V×0.32 A≈1.17 W。
破题(1)明确实验原理,根据实验中给出的仪器分析滑动变阻器以及电流表接法;(2)根据I-U图像的性质进行分析,明确电阻随电流变化的规律,从而明确电阻率的变化情况;(3)分析滑动变阻器接入电阻的变化,作出等效电源的伏安特性曲线,得出对应的电流值和电压值,从而明确灯泡功率的极值。
迁移应用1.(2020广东珠海第二中学期中)如图甲是某电器元件的伏安特性曲线,有实验小组想用伏安法验证该伏安特性曲线,已有符合实验要求的电压表V(内阻约为10 kΩ);滑动变阻器R;直流电源E(电动势6 V,内阻不计);开关S和导线若干,另有电流表A1(量程0~50 mA,内阻约为50 Ω)、电流表A2(量程0~300 mA,内阻约为10 Ω)可供选择。
(1)从图像可判断该元件的电阻随温度的增大而 (选填“增大”或“减小”);当工作电压为4 V时,元件电阻为 Ω(计算结果保留三位有效数字)。
(2)电流表应选用 (选填“A1”或“A2”)。 (3)图乙实物图中,已正确连接部分电路,请完成余下电路的连接。(4)请完成主要实验的步骤:A.连接好实验电路,把变阻器的滑动片调到 (选填“A”或“B”)端。 B.闭合开关, ,使通过元件的电流从小到大变化,读出数据。 C.在U-I坐标系中描出对应电压与电流,绘制出伏安特性曲线。
答案 (1)减小 29.6(29.4~30.1均可) (2)A2(3)(4)B 调节滑动变阻器
解析 (1)由题图甲可知,随电压增大,电流增大,元件的实际功率增大,元件温度升高,由欧姆定律可知,电压与电流的比值减小,元件电阻减小。当工作电压U=4 V时,根据图像可知电流为I=0.135 A,则元件电阻 ,由于存在误差,29.4~30.1 Ω均可。(2)由题图甲可知,最大电流约为0.2 A,则电流表应选A2。
(3)相对来说电压表内阻远大于元件电阻,电流表应采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,实物电路图如图所示
(4)为保护电路,连接好实验电路,把变阻器的滑片调到B端。闭合开关,逐渐把变阻器的滑片向A端移动,元件两端电压增大,则通过元件的电流将逐渐变大,依次读出数据。
2.某实验小组测绘一只额定电压为3 V的小灯泡的伏安特性曲线。(1)实验室提供的电压表的量程为2.5 V,内阻为2 kΩ,想把它的量程扩大为4 V,需串联的电阻的阻值为 Ω; (2)实验中,要求加在小灯泡上的电压从零开始变化,闭合开关前滑动变阻器的正确接法是下图中 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)的连接方式;
(3)完成实验后,实验小组同学根据测得的数据描绘出小灯泡的U-I曲线,如图所示。当小灯泡两端电压为2.2 V时,电阻为 Ω,此时小灯泡消耗的电功率为 W。(计算结果保留两位有效数字)
答案 (1)1 200 (2)丁 (3)8.5 0.57解析 (1)将电压表(Ug=2.5 V,Rg=2 kΩ)改成量程为U=4 V的电压表,则需要串联的分压电阻为(2)实验要求电压表的示数从0开始连续变化,则滑动变阻器应采用分压接法,接法中需要将下方两接线柱与电源相连接,再接上方任一接线柱为测量电路进行供电,注意导线不能接到滑片上,故正确接法为丁。
(3)根据图像可知当电压为2.2 V时,对应的电流为260 mA,根据欧姆定律可得电阻为此时小灯泡消耗的电功率为P=UI=2.2×0.26 W=0.57 W。
3.(2020江苏泰州中学期中)某研究性学习小组的同学进行电学实验时,发现一个有趣的元件,它由A、B两导体并联组成,被封闭在一个透明的玻璃壳内,a、b是其两个外露的接线柱,如图甲所示,A是一个阻值为20 Ω的定值电阻,B是一种由特殊金属丝制成的导体,它的额定电压是9 V。为了进一步探究该元件的某些特性,同学们设计了适当的电路,使该元件上电压从零开始逐渐增加,测得相应的电流,并绘制出如图丙所示的I-U曲线。
(1)图乙是该小组实验时连接的实物图,请将漏画的一根导线补上。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应靠近 (选填“左端”或“右端”),若用此实验电路去测量该元件电阻,仅从实验原理上看,电阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 (3)由图丙的I-U曲线可求得导体B的额定电流为 A。 (4)若把该元件与一阻值为18 Ω的定值电阻串联后接到电动势为9 V,内阻不计的电源两端,则该元件的实际功率为 W,其中通过导体B中的电流为 A。
答案 (1)(2)左端 小于 (3)0.09(0.08~0.10均正确) (4)0.99(0.96~1.02均正确) 0.18(0.16~0.20均正确)
解析 (1)由题意可知,电路应采用分压接法,故滑动变阻器应先全部接在电源两端,并且开关应控制整个电路;故将开关左端与滑动变阻器的左下接线柱相连即可,如图所示。
(2)为使开始时测量电路部分的电压为零,应使测量电流并联在滑动变阻器的最小位移,故滑片应滑到最左端。因采用了电流表外接法,由于电压表的分流,使电流值偏大;则由 可知,测量值偏小。(3)由题图丙可知,当电压为9 V时,电路中的电流为0.54 A,此时流过A电阻的电流 =0.45 A,则B的额定电流为0.09 A,由于存在误差,0.08~0.10 A均正确。
(4)将18 Ω作为电源的内阻,如图作出等效电源的伏安特性曲线,则交点为待测电阻的工作点;则由图像可知电路中总电流为0.33 A,电压为3 V;则功率P=UI=3×0.33 W=0.99 W由于存在误差,0.96~1.02 W均正确。此时定值电阻A中的电流则流过B的电流IB=0.33 A-0.15 A=0.18 A由于存在误差,0.17~0.19 A均正确。
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