Question

【題目】物理興趣小組的同學(xué)們從實(shí)驗室中找到一只小燈泡，上邊標(biāo)有額定功率值為0，70W，額定電壓值已模糊不清。他們想測定其額定電壓值，于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約，然后根據(jù)公式計算出該燈泡的額定電壓他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確，于是，再利用下面可供選擇的實(shí)驗器材設(shè)計了一個電路進(jìn)行測量。當(dāng)電壓從0V開始增大，達(dá)到時，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很弱，繼續(xù)緩慢地增加電壓，當(dāng)達(dá)到時，發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮，立即斷開開關(guān)，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。

A.電壓表量程3V，內(nèi)阻約

B.電流表量程100mA，內(nèi)阻為

C.電流表量程3A，內(nèi)阻約為

D.滑線變阻器

E.滑線變阻器

F.標(biāo)準(zhǔn)電阻

G.電源電動勢，內(nèi)阻不計

H.開關(guān)S和導(dǎo)線若干

為提高實(shí)驗精確度，減小實(shí)驗誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗器材有______填序號；

根據(jù)所選器材在方框中畫出實(shí)驗電路圖1

根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)，得到小燈泡的圖線如圖2，并從圖線上分析該燈的額定電壓應(yīng)為______V；這一結(jié)果大于開始的計算結(jié)果，原因是______；

若將該燈泡直接接在電動勢為、內(nèi)阻為的電源兩端，小燈泡消耗的功率______以上結(jié)果均保留3位有效數(shù)字。

Answer 1

【答案】ABDFGH 常溫下燈泡電阻遠(yuǎn)小于燈泡正常發(fā)光時的電阻

【解析】

根據(jù)實(shí)驗原理與實(shí)驗需要測量的量選擇實(shí)驗器材；根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實(shí)驗電路圖；根據(jù)圖示圖象與燈泡額定功率，找出燈泡額定電壓；燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，據(jù)此分析答題；在燈泡圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的圖象，然后求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后根據(jù)求出燈泡消耗的功率。

實(shí)驗需要測量燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，實(shí)驗需要：電壓表A，電源：E，開關(guān)和導(dǎo)線：H；由圖示圖象可知，通過過燈泡的最大電流約為，電流表C的量程太大，電流表應(yīng)選擇B，由于電流表B的量程小于290mA，應(yīng)給電流表B并聯(lián)分流電阻F擴(kuò)大其量程，為測多組實(shí)驗數(shù)據(jù)且方便實(shí)驗操作，實(shí)驗還需要滑動變阻器D，因此需要的實(shí)驗器材為：ABDFGH。
由題意可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，由圖示圖象可知，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實(shí)驗電路圖如圖所示：

由燈泡的圖象可知，當(dāng)燈泡兩端電壓：時流過燈泡的電流：，此時燈泡功率：，燈泡功率為額定功率，因此燈泡額定電壓為；由于燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡在常溫下的電阻遠(yuǎn)小于正常發(fā)光時的電阻，因此開始計算的結(jié)果小于燈泡的額定電壓。
在燈泡圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓：，通過燈泡的電流：，燈泡消耗的功率：。