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为了测定和描绘“220V,40W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线,可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器,它只有一组线圈L,绕在闭合的环形铁心上,输入端接在220V交流电源的火线与零线间,输出端有一个滑动触头P,移动它的位置,就可以使输出电压在0~250V之间连续变化,图13-4-13画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表.交流电流表.滑动变阻器.开关.导线等实验器材.

(1)在图13-4-13中完成实验电路;

(2)说明按你的实验电路图进行测量,如果电表内阻的影响不能忽略,在电压较高段与低压段比较那段的误差大?为什么?

(3)如果根据测量结果做出的伏安特性曲线如图13-4-14所示,试根据图线确定,把两个完全相同的“220V 40W”白炽电灯串联在220V交流电源的火线与零线间,这两只电灯消耗的总功率是多大?

答案

(1)如答图1所示.电流表外接与内接都可以.(本题电源输出电压可调,因此用不着滑动变阻器)               

(2)如果采用电流表外接的,电压较高段误差更大,因为电压越高,灯丝电阻越大,由于电压表分流而造成的误差越大;如果采用电流表内接的,电压较低段误差更大,因为电压越小,灯丝电阻越小,由于电流表分压造成的误差越大.

(3)48W±1W.                       


解析:

(16分)(1)如答图1所示.电流表外接与内接都可以.(本题电源输出电压可调,因此用不着滑动变阻器)                   -------------------(6分)

(2)如果采用电流表外接的,电压较高段误差更大,因为电压越高,灯丝电阻越大,由于电压表分流而造成的误差越大;如果采用电流表内接的,电压较低段误差更大,因为电压越小,灯丝电阻越小,由于电流表分压造成的误差越大.-------------------(5分)

 (3)两个相同电灯串联在电路中,每个灯两端的电压都是110V,在图像上找到电压为110V时的电流值是0.22A,每一个灯消耗的功率约为24W,两灯消耗的总功率为48W.因此答案为48W±1W.                        -------------------(5分)

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