物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,上边标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U ==
V =1.23V。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计了一个电路进行测量。当电压从0V开始增大,达到1.23V时,发现灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,并将数据记录在表中。
A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表 A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑线变阻器R1(0-20Ω)
E.滑线变阻器R2(0-50Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
U/v | 0 | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.70 |
I/mA | 0 | 80 | 155 | 195 | 227 | 255 | 279 | 310 |
请你根据实验要求,帮助他们完成实验分析:
小题1:根据表中的实验数据,在给出的方格纸内作出U—I图线,并从图线上分析该灯的额定电压应为________V;这一结果大于一开始的计算结果,原因是___________________。
小题2:从表中的实验数据可以分析,他们实验时所选择的最佳器材:电流表选择________(填A1或A2);滑线变阻器选择________ (填R1或R2)。
小题3:从实验时所选择的最佳器材画出实验电路图
小题1:2.5 V ;灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯丝电阻随温度的升高而增大)
小题2:A2 ; R1
小题3:
小题1:作出U—I图线,如图所示。
由图线得,电压等于2.5V时,电流约0.3A,其功率约为0.75W,即该灯的额定电压为2.5V。
灯泡电阻随温度升高而变大,故一开始的计算结果偏小。或者灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或答灯泡电阻随温度升高而变大,意思对就可以给分)
小题2:由记录的数据可知,毫安表需选用A2,并且需外接,在控制电路中,当采用限流式接法时,通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为(4-0.2)/0.08=47.5Ω,故选用变阻器R2完全可以满足要求;若采用分压式接法,由于灯泡的最大电阻约2.5/0.3=8.3Ω,变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16.7Ω(电动势为4V),滑动触头在阻值0~16.7Ω间滑动,也可以比较方便地进行操作
小题3:当采用限流式接法时,通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为(4-0.2)/0.08=47.5Ω,故选用变阻器R2完全可以满足要求,电路图选(A)。
若采用分压式接法,由于灯泡的最大电阻约2.5/0.3=8.3Ω,变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16.7Ω(电动势为4V),滑动触头在阻值0~16.7Ω间滑动,也可以比较方便地进行操作,电路图如下: