Question

20．有一個小燈泡上標(biāo)有“4V　2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個小燈泡的伏安特性曲線．現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電壓表V₁（0～5V，內(nèi)阻約10kΩ）；
B．電壓表V₂（0～10V，內(nèi)阻約20kΩ）；
C．電流表A₁（0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω）；
D．電流表A₂（0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω）；
E．滑動變阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）；
F．滑動變阻器R₂（0～10Ω，2A）；
G．學(xué)生電源E（電動勢為6V，內(nèi)阻不計）、開關(guān)及導(dǎo)線．
（1）為使實驗誤差盡量減小，要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，實驗中應(yīng)選用電壓表A，電流表D，滑動變阻器F．（填器材前方的選項符號）
（2）某同學(xué)通過實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線，如圖所示，若用電動勢為4.0V、內(nèi)阻為8Ω的電源直接給小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是0.42W．
（3）P為圖中曲線上的一點，PN為曲線上P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是AC
A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大       B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
C．對應(yīng)P點，小燈泡的電阻約為5.33Ω           D．對應(yīng)P點，小燈泡的電阻約為24.0Ω

Answer 1

分析 （1）儀表的選擇應(yīng)本著安全準(zhǔn)確的原則；電壓表要測量燈泡兩端的電壓，故應(yīng)通過燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動變阻器；
（2）畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點對應(yīng)的電壓和電流即為此時小燈泡的實際電壓與電流，根據(jù)P=UI即可求得實際功率；
（3）根據(jù)電阻的定義R=$\frac{U}{I}$，電阻等于圖線上的點與原點連線的斜率的倒數(shù)，斜率逐漸減小，電阻逐漸增大．對應(yīng)P點，燈泡的電阻等于過P點的切線斜率的倒數(shù)

解答 解：（1）因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確；故只能選用A電壓表；
由P=UI得，燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$A=0.5A，故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D；
變阻器用分壓接法，應(yīng)選小阻值的F．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=4-8I，畫出U-I圖象如圖所示，
交點對應(yīng)的電壓與電流即為小燈泡此時的實際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.2V，電流I=O.35A，
所以實際功率為P=UI=1.2×0.35W=0.42W
（3）A、B、圖線的斜率逐漸減小，說明電阻逐漸增大．故A正確，B錯誤；
C、D、對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}=\frac{2.4}{0.45}$=5.33Ω，故C正確，D錯誤．
故選：AC
故答案為：（1）A；D；F；（2）0.42；（3）AC

點評 本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．