题目
某同学研究标有额定电压为3.8V字样(额定功率字迹不清)的小灯泡的伏安特性,使用实验室里的电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材进行实验,测得的数据如表所示。rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn次数123456U/V00.100.200.400.601.00I/A00.0800.1000.1180.1280.160次数789101112U/V1.602.202.603.003.403.80I/A0.2000.2380.2580.2780.2910.310(1)在图1所示虚线框中画出实验电路图。(2)在图2所示的坐标系中,根据表格中的数据,描出第7、8次的数据点,再画出小灯泡的伏安特性曲线。-------|||-I/A-|||-0.40-|||-hiniri-|||-0.30 且面道-|||-EIESIB18 ES-|||-三国起识翻译-|||-0.20-|||-0.10 is-|||-EB-|||-E-|||-0 1.00 2.00 3.00 4.00 U/V-|||-图1 图2-|||-A-|||-R2-|||-6-|||-.OV R(3)实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻约为 ____ Ω(保留三位有效数字);根据你的电路设计,考虑电流表、电压表带来的系统误差时,小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏 ____ 。(4)将本实验用的小灯泡接入图3所示的电路,电源电压恒为6.0V,定值电阻R1=30Ω,电流表(内阻不计)读数为0.45A。根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线,此时小灯泡消耗的实际功率约为 ____ W(保留两位有效数字)。
某同学研究标有额定电压为3.8V字样(额定功率字迹不清)的小灯泡的伏安特性,使用实验室里的电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材进行实验,测得的数据如表所示。
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(1)在图1所示虚线框中画出实验电路图。
(2)在图2所示的坐标系中,根据表格中的数据,描出第7、8次的数据点,再画出小灯泡的伏安特性曲线。

(3)实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻约为 ____ Ω(保留三位有效数字);根据你的电路设计,考虑电流表、电压表带来的系统误差时,小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏 ____ 。
(4)将本实验用的小灯泡接入图3所示的电路,电源电压恒为6.0V,定值电阻R1=30Ω,电流表(内阻不计)读数为0.45A。根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线,此时小灯泡消耗的实际功率约为 ____ W(保留两位有效数字)。
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| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| U/V | 0 | 0.10 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 1.00 |
| I/A | 0 | 0.080 | 0.100 | 0.118 | 0.128 | 0.160 |
| 次数 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| U/V | 1.60 | 2.20 | 2.60 | 3.00 | 3.40 | 3.80 |
| I/A | 0.200 | 0.238 | 0.258 | 0.278 | 0.291 | 0.310 |
(2)在图2所示的坐标系中,根据表格中的数据,描出第7、8次的数据点,再画出小灯泡的伏安特性曲线。

(3)实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻约为 ____ Ω(保留三位有效数字);根据你的电路设计,考虑电流表、电压表带来的系统误差时,小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏 ____ 。
(4)将本实验用的小灯泡接入图3所示的电路,电源电压恒为6.0V,定值电阻R1=30Ω,电流表(内阻不计)读数为0.45A。根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线,此时小灯泡消耗的实际功率约为 ____ W(保留两位有效数字)。
题目解答
答案
(1)根据数据确定滑动变阻器和电流表的接法,设计电路;
(2)根据数据描点画出图像;
(3)根据图线计算温度最高时对应的电阻,根据电压表的分流作用分析误差;
(4)根据欧姆定律和功率公式计算。
(2)根据数据描点画出图像;
(3)根据图线计算温度最高时对应的电阻,根据电压表的分流作用分析误差;
(4)根据欧姆定律和功率公式计算。
解析
步骤 1:设计实验电路
根据题目要求,需要测量小灯泡的伏安特性曲线,因此需要使用电压表和电流表。由于小灯泡的额定电压为3.8V,而实验中需要从零开始测量,因此滑动变阻器应采用分压接法。电流表应采用外接法,以减小测量误差。
步骤 2:绘制伏安特性曲线
根据表格中的数据,将第7、8次的数据点描在图2所示的坐标系中,再根据所有数据点画出小灯泡的伏安特性曲线。
步骤 3:计算最大电阻
根据伏安特性曲线,当小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻出现在电压较低时,此时的电阻值可以通过计算得到。
步骤 4:分析系统误差
由于电流表和电压表的存在,会导致测量值与真实值之间存在系统误差。电流表的内阻会导致测量的电流值偏小,而电压表的内阻会导致测量的电压值偏大,因此小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏小。
步骤 5:计算小灯泡的实际功率
根据图3所示的电路,电源电压恒为6.0V,定值电阻R_1=30Ω,电流表读数为0.45A。根据欧姆定律和功率公式计算小灯泡的实际功率。
根据题目要求,需要测量小灯泡的伏安特性曲线,因此需要使用电压表和电流表。由于小灯泡的额定电压为3.8V,而实验中需要从零开始测量,因此滑动变阻器应采用分压接法。电流表应采用外接法,以减小测量误差。
步骤 2:绘制伏安特性曲线
根据表格中的数据,将第7、8次的数据点描在图2所示的坐标系中,再根据所有数据点画出小灯泡的伏安特性曲线。
步骤 3:计算最大电阻
根据伏安特性曲线,当小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻出现在电压较低时,此时的电阻值可以通过计算得到。
步骤 4:分析系统误差
由于电流表和电压表的存在,会导致测量值与真实值之间存在系统误差。电流表的内阻会导致测量的电流值偏小,而电压表的内阻会导致测量的电压值偏大,因此小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏小。
步骤 5:计算小灯泡的实际功率
根据图3所示的电路,电源电压恒为6.0V,定值电阻R_1=30Ω,电流表读数为0.45A。根据欧姆定律和功率公式计算小灯泡的实际功率。