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【题目】如图甲所示,为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU特性曲线的实验器材。

(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路连接完整__________

(2)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于__________端(选填“A”“B”或“AB中间”)

(3)实验中测得有关数据如下表:

U/V

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/A

0.10

0.16

0.20

0.23

0.25

0.26

0.27

根据表中的实验数据,在图乙中画出小灯泡的IU特性曲线__________

(4)若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5 Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_________ ℃(保留三位有效数字)。

【答案】(1)如图所示(2)A(4)(4)1.59×103°C

【解析】

(1)测定伏安特性曲线,电流、电压需从零开始测起,所以滑动变阻器需采用分压式接法,根据灯泡的电阻大小确定电流表的内外接。
(2)滑动变阻器采用分压式接法,滑片初始的位置应使测量电路部分短路,从而保护测量电路部分。
(3)用平滑的曲线描点作图。
(4)根据电阻值与灯丝的热力学温度成正比,求出比例系数,从图线求出灯泡在额定电压下的电阻,从而求出此时的温度。

(1)测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线,电流、电压需从零开始测起,所以滑动变阻器需采用分压式接法,灯泡的电阻较小,属于小电阻,电流表采取外接法。实物连线图如图。


(2)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于A端,使得闭合时,使得测量部分短路,电压、电流为零,起到保护作用。
(3)根据数据描点作图,如图。


(4)因为R=kT,则1.5=k(273+27),解得k=Ω/K,从图线上知,当U=2.5V时,电流I=0.26A,此时的电阻R′=Ω=9.3Ω,根据R′=kT′,解得T′=9.3×200K=1860K,则t=1860-273=1590°C=1.59×103°C。

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A.B.C.D.

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