题目列表(包括答案和解析)
(04年上海卷)(10分) 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别小灯泡上的电流和电压):
I (A) | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U (V) | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
(1)在左下框中画出实验电路图。可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0-10W)、电源、小灯泡、电键、导线若干。
(2)在小方格图中画出小灯泡的U-I曲线。
(3)如果第15题实验中测得电池的电动势是1.5V,内阻是2.0W,问:将本题中的小灯泡接在该电池的两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程:若需作图,可直接画在第(2)小题方格图中)
在“描绘小电珠伏安特性曲线”的实验中,被测的小电珠为“4V,2 W”。实验室只有以下可供选择的实验器材:
电压表V1(量程6 V ,内阻约20 kΩ)
电压表V2(量程3 V ,内阻约10 kΩ)
电流表A(量程0.6 A ,内阻约1 Ω)
变阻器 R1(0~10 Ω ,1.0 A)
变阻器 R2(0~200 Ω ,0.6 A)
电源E(6V)
开关S及导线若干
①实验中要求测定小电珠在0.4V~4.0 V的范围内,不同电压U时流经它的电流值I ,作出伏安特性曲线。为了顺利完成实验,实验电路中应采用______(分压、限流)法供电,变阻器选用______(填字母代号,下同),电压表选_______;
②请将左下图的实物图连接成实验所需的电路,并使变阻器接入电路的阻值有比较恰当的值:
③某同学在实验中读取了如下表的实验数据,且在右上图I—U坐标图中标出了相应的数据点。请你在此坐标图中帮该同学标出纵坐标的标度;画出其伏安特性曲线;求出小电珠两端电压为3.5V时,其阻值R=____Ω(取两位有效数字)。
U/V | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.40 | 1.80 | 2.40 | 2.80 | 3.20 | 3.60 | 4.00 |
I/A | 0.092 | 0.150 | 0.235 | 0.270 | 0.340 | 0.390 | 0.422 | 0.441 | 0.475 | 0.496 |
(1)(4分)图10中游标卡尺读数为 mm,螺旋测微器读数为 mm.
(2)(6分)在“探究速度随时间变化的规律”实验中,小车做匀变速直线运动,记录小车运动的纸带如图11所示.某同学在纸带上共选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出.他量得各点到A点的距离如图所示,根据纸带算出小车的加速度为1 .0m/s2.则:
①本实验中所使用的交流电源的频率为 Hz;
②打B点时小车的速度vB= m/s,BE间的平均速度= m/s.
(3)(8分)为了测量某电池的电动势E(约为3V)和内阻r,可供选择的器材如下:
A.电流表G1(2mA 100Ω) B.电流表G2(1mA 内阻未知)
C.电阻箱R1(0~999.9Ω) D.电阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑动变阻器R3(0~10Ω 1A) F.滑动变阻器R4(0~1000Ω 10mA)
G.定值电阻R0(800Ω 0.1A) H.待测电池
I.导线、电键若干
①采用如图12(甲)所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:
I1(mA) | 0.40 | 0.81 | 1.20 | 1.59 | 2.00 |
I2(mA) | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
(一)在“利用双缝干涉定光波波长”的实验中,若用直尺量得双缝到屏的距离为80.00 cm,双缝间距为0.200 mm。所使用的单色光波长为5.50×10-7m。实验时,装置调整好后,在用测量头确定第一条明条纹中心的位置时,测量头上的螺旋测微器的读数如上图,大小是 mm;若再调到连续相邻的第六条明条纹的中心上,需将分划线水平移动距离为 mm。
(二)某研究所为了确定不同因素对钨丝白炽灯平均使用寿命的影响,做了如下三个实验。?
实验一 使灯泡内气体压强为0.1 atm,将灯泡内不同粗细的相同长度的钨丝通电加热到2 400 K的恒温,则维持这一温度所需的电流以及灯丝的平均使用寿命如表1所示。?
表1?
灯丝直径D/μm | 电流IA | 平均使用寿命/h |
25 | 0.05 | 800 |
50 | 0.20 | 1 600 |
100 | 0.80 | 3 200 |
250 | 5.00 | 8 000 |
实验二 在灯丝直径为25μm的相同灯泡内,加入不同数量的惰性气体,从而改变灯泡内部的压强,且使钨丝的温度保持在2 400 K,则当灯泡内的压强从0.1 atm增大到0.5 atm时,其平均使用寿命从800 h增大到1 600 h;超过0.5 atm后,灯泡平均使用寿命递减。?
实验三 在压强为0.1 atm、钨丝粗细为250μm的灯泡内,通过改变流过钨丝的电流来改变灯丝的温度,灯泡的平均使用寿命与灯丝温度及电流的关系如表2所示。?
表2?
灯丝温度T/K | 电流I/A | 平均使用寿命/h |
2 400 | 0.05 | 8 000 |
2 600 | 6.61 | 377 |
2 800 | 7.48 | 29.5 |
3 000 | 8.38 | 3.4 |
根据上述实验回答下列问题?
(1)根据实验三的结果,在与实验三相同的实验条件下,可以预测钨丝工作温度在2 300 K时,其平均使用寿命最接近? ?。?
A.50 h B.500 h? C.2 400 h D.24 000 h?
(2)在相同温度下,下列四种灯泡中灯丝平均使用寿命最长的是? ?。?
A.50 μm直径的灯丝并充有2.5 atm的惰性气体?
B.100μm直径的灯丝并充有0.5 atm的惰性气体?
C.150μm直径的灯丝并充有0.1 atm的惰性气体?
D.250μm直径的灯丝并充有0.5 atm的惰性气体?
(3)实验一里,若灯丝直径为75 μm,且灯丝的发热电阻为500 Ω,要保证灯泡的平均使用寿命为2 400 h,则加在该灯泡两端的电压不能超过 V.?
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