实验:描绘小电珠的伏安特性曲线
考点及要求:(1)伏安法测电阻;(2)电路设计:内、外接法、滑动变阻器的分压与限流;(3)数据处理.
1.在“测绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,实验器材如下:
图1
待测小电珠(2.5 V,0.5 A);
双量程电压表(中间接线柱3 V,内阻约为3 kΩ;右边接线柱15 V,内阻约为15 kΩ); 双量程电流表(中间接线柱0.6 A,内阻约为0.125 Ω;右边接线柱3 A,内阻约为0.025 Ω);
滑动变阻器(20 Ω,2 A); 电源(电动势约为3 V,内阻未知); 开关一个; 导线若干.
(1)甲同学选择合适的器材,连好实物图如图1所示,乙同学检查时发现了多处错误,请指出(至少2处):
________________________________________________________________________.
(2)两同学改正错误,正确连线后,测出如下表所示的7组I、U数据,请你在图2坐标纸上建立I-U坐标系,标出坐标点,绘出小电珠的伏安特性曲线.
次数n 1 2 3 4 5 6 7 电压/V 0 电流/A 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 0.08 0.10 0.13 0.16 0.18 0.20
图2
(3)根据绘出的小电珠的伏安特性曲线,该小电珠在电压为1.8 V时的实际电阻约为________Ω.(结果保留三位有效数字)
(4)关于本实验的系统误差,下列判断正确的是( ) A.系统误差主要是由电压表的分流引起的,电压越大误差越大 B.系统误差主要是由电流表的分压引起的,电流越大误差越大 C.系统误差主要是由忽略电源内阻引起的,电源内阻越大误差越大 D.系统误差主要是由电表读数时的估读引起的,电压越大误差越大
2.某实验小组描绘规格为“2.5 V 0.6 W”的小电珠的I-U特性曲线.实验室提供下列器材:
A.电流表A1(量程为0~25 mA,内阻约0.2 Ω) B.电流表A2(量程为0~300 mA,内阻约1 Ω) C.电压表V1(量程为0~3 V,内阻约5 kΩ) D.电压表V2(量程为0~15 V,内阻约15 kΩ) E.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流1.5 A) F.滑动变阻器R2(0~1 000 Ω,额定电流0.5 A) G.直流电源(电动势6 V,内阻忽略不计) H.开关一个、导线若干
(1)在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至________挡进行测量.(填选项前的字母) A.直流电压10 V C.欧姆“×100”
B.直流电流5 mA D.欧姆“×1”
(2)实验中所用的电流表应选______;电压表应选______;滑动变阻器应选__________.(只需填器材前面的字母代号)
(3)若采用如图3所示的电路描绘小电珠的伏安特性曲线,电压表的右端应与电路中的______点相连.(选填“a”或“b”)
图3
(4)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于________端.(选填“c”“d”或“cd中间”)
(5)测量后,该小组根据实验数据,利用Excel拟合出小电珠的I-U特性曲线如图4所示.请根据曲线确定小电珠两端电压为1.5 V时,其实际功率P=________W.
图4
(6)该小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后,闭合开关,慢慢增大小电珠的电压,发现刚开始时两电表指针均偏转,但小电珠不发光,请简要分析原因:________________________________________________________________________
.
3.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,小电珠的额定电压为2.5 V,额定功率为0.5 W,此外还有以下器材可供选择: A.直流电源3 V(内阻不计)
B.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω) C.直流电流表0~3 A(内阻约为0.1 Ω) D.直流电压表0~3 V(内阻约为3 kΩ) E.滑动变阻器100 Ω,0.5 A F.滑动变阻器10 Ω,2 A G.导线和开关
实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.
(1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(均填写仪器前的字母)
(2)在图5所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路的其他部分,要求滑片P向b端滑动时,电珠变亮);
图5 图6
(3)根据实验数据,画出的小电珠的I-U图线如图6所示.由此可知,当电压为0.5 V时,小电珠的灯丝电阻是________Ω;
(4)根据实验测量结果可以绘制小电珠的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象,在图7中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是________.(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
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