13.實(shí)驗(yàn)桌上有下列實(shí)驗(yàn)儀器:
A.待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻約7Ω);
B. 直流電流表(量程0~0.6~3A,0.6A檔的內(nèi)阻約0.5Ω,3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω;)
C.直流電壓表(量程0~3~15V,3V檔內(nèi)阻約5kΩ,15V檔內(nèi)阻約25kΩ);
D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~15Ω,允許最大電流為1A);
E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~1000Ω,允許最大電流為0.2A);
F.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干;
G.小燈泡“4V、0.4A”.

請(qǐng)解答下列問(wèn)題:
①利用給出的器材測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,要求測(cè)量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié),應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是D(填代號(hào)),應(yīng)選擇的電流表量程是0~0.6(填量程),應(yīng)選擇的電壓表量程是0~3(填量程).
②某同學(xué)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù),作出U-I圖象如圖1中圖線a所示,由此可知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=6Ω;
③若要利用給出的器材通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出小燈泡的伏安特性曲線,要求測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)你在圖2框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖;
④將③步中得到的數(shù)據(jù)在同一個(gè)U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖,得到如圖1所示的圖線b,如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為0.375W.

分析 ①滑動(dòng)變阻器E的電阻值大,而且額定電流太小,不方便測(cè)量大電流,根據(jù)電路最大電流選擇電流表量程,根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表量程.
②根據(jù)圖示電源U-I圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,圖象中圖象與縱軸的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì),圖象的斜率表示內(nèi)阻;
③描繪小燈泡的伏安特性曲線,電壓和電流需從0開(kāi)始測(cè)起,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,通過(guò)燈泡正常工作時(shí)的電阻,判斷其是大電阻還是小電阻,從而確定電流表采用內(nèi)接還是外接.
④電源的U-I圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)表示此時(shí)的電流和電壓,根據(jù)P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率.

解答 解:①滑動(dòng)變阻器采用限流式接法,串聯(lián)在電路中,選擇總電阻為1000Ω的滑動(dòng)變阻器,則電流太小,測(cè)量的誤差大,所以選用總電阻為15Ω的滑動(dòng)變阻器.故選D.電路最大電流約為:I=$\frac{E}{r}$=$\frac{3}{7}$≈0.42A,則電流表應(yīng)選0-0.6A量程,電源電動(dòng)勢(shì)約為3V,電壓表選擇0-3V量程.
②U-I圖線的縱軸截距為3V,所以E=3V,圖線斜率的絕對(duì)值r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3-0}{0.5}$=6Ω.
③描繪出小燈泡的伏安特性曲線,電壓和電流需從零開(kāi)始測(cè)起,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,燈泡正常工作時(shí)的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.4}$=10Ω,遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻,屬于小電阻,電流表采取外接法.電路圖如下圖.

④電源的U-I圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)表示此時(shí)的電流和電壓,P=UI=0.25×1.5=0.375W.
故答案為:①D;0~0.6;0~3;②3;6;③如圖所示;④0.375.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握器材選擇的原則,精確、安全,以及知道滑動(dòng)變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別,電流表內(nèi)外接的區(qū)別.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B.通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力為零,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零
C.一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置,那么它受到的磁場(chǎng)力也一定為零
D.磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟電流在該處受到磁場(chǎng)力的方向相同

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A.電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2B.摩擦力對(duì)物體做的功為$\frac{1}{2}$mv2
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A.物體始終向同一方向運(yùn)動(dòng)B.物體加速度始終不變
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