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【题目】某实验小组根据教材中的描绘小灯泡的伏安特性曲线测定电源电动势和内阻两实验的原理,设计了能同时达成两实验目的的实验方案。小组成员从实验室找到了下列实验器材:

A.待测小灯泡(额定电压1.5V,额定功率约为1.5W);

B.待测电源E(电动势约为6V,内阻r很小);

C.直流电流表A(量程为0 ~ 1A,内阻RA约为0.02Ω);

D.直流电压表(量程为0 ~ 2V,内阻约为3kΩ);

E.直流电压表(量程为0 ~ 4.5V,内阻约为30kΩ);

F.滑动变阻器,最大阻值为15Ω,额定电流2A

G.滑动变阻器,最大阻值为,额定电流1A

H.定值电阻,阻值为

I.定值电阻,阻值为50Ω

J.单刀单掷开关S,导线若干。

1)该实验小组同学设计了图甲所示的实验电路,请根据实验目的将虚线框内的电路连接完整____,实验开始前应将滑动变阻器的滑片置于______端(填“a”“b”)。

2)为方便控制电路并达到测量目的,滑动变阻器应选择_______;为保护电路,并使测量电表最大读数均能达到半偏以上,保护电阻应选用定值电阻中的______(均填写器材前的字母序号)。

3)改变滑动变阻器滑片位置得到多组电流和对应电压的数值,并将其描绘成图乙所示的U - I图线,根据图线中的数据可知电源电动势E_______V,内阻r_______Ω,小灯泡的额定功率为_______W。(结果均保留2位有效数字)

【答案】 a F H 6.0 ~ 6.2 0.30 ~ 0.50 1.2 ~ 1.4

【解析】(1)因为要同时满足两个实验的测量要求并且由图乙可知流过灯泡的电流没有从零开始变化,故滑动变阻器应采用限流式接法,补充完整的电路图如下图所示:

为保证电路安全在实验前滑动变阻器的有效阻值应最大,故在实验开始前应将滑动变阻器的滑片置于a端;(2)因滑动变阻器应采用限流式接法,故要选择电阻最大值大一点的滑动变阻器,故选F因电源电动势较小,为保证测量电表最大读数均能达到半偏以上,故保护电阻应选阻值小的,故选H;(3)乙图中倾斜的直线为电源的伏安特性曲线,其方程为,取(0.3A,4.5V)和(0.85A,1.5V)两点代入方程得: ,联立解得: ;乙图中的曲线为灯泡的伏安特性曲线,当其与电源的伏安特性曲线相交时,横坐标表示此时电路中的电流为I=0.85A,纵坐标表示此时灯泡两端的电压为U=1.5V,则此时小灯泡的额定功率为.

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B. 甲、乙两粒子的电荷量一定满足

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1

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