Question

4．在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，所使用的電流表內(nèi)阻約為幾歐姆，電壓表的內(nèi)阻約為十幾千歐．根據(jù)實驗所測8組數(shù)據(jù)，在圖甲所示I-U坐標(biāo)系中，通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線．
①請根據(jù)你的判斷在虛線框中畫出實驗電路圖丙，并根據(jù)電路圖在圖乙中連線將實物圖補充完整．
②根據(jù)圖甲可確定小燈泡功率P與U²和I²的關(guān)系圖象，其中正確的是D
③若將被測小燈泡與一定值電阻R和電源組成如圖丙所示的電路，已知電源電動勢為6.0V，內(nèi)阻為1.0Ω．現(xiàn)測得電路中的電流為0.40A，則定值電阻R所消耗的電功率約為0.64W．

Answer 1

分析 ①分析題目要求及原理，可得出實驗電路圖；并根據(jù)實物圖的連接方法得出對應(yīng)的實物圖；
②由功率公式可得出功率與電流及電壓的關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析，即可得出正確結(jié)論；
③由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接利用歐姆定律；而是由圖象得出燈泡的電壓，再由閉合電路歐姆定律及串聯(lián)電路的規(guī)律可得出電阻兩端的電壓，由P=UI求出電功率．

解答 解：①因描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗中，小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法，又電流從零調(diào)到最大值，滑動變阻器應(yīng)用分壓式，故電路圖如圖所示：

②由于燈泡的電阻隨溫度的增加，由功率公式可得：P=I²R=$\frac{{U}^{2}}{R}$；故在P-I²圖象中，圖象的斜率表示電阻，故斜率變大，故C錯誤，D正確；而在P-U²圖象中，圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故圖象中斜率應(yīng)越來越小，故AB均錯誤；故選D；
③由燈泡的伏安特性曲線可知，燈泡的電流為0.4A，則電壓為4V；電源的內(nèi)電壓U_內(nèi)=Ir=0.4×1=0.4V；故定值電阻兩端的電壓為6-4-0.4=1.6V；故定值電阻的功率P=UI=1.6×0.4=0.64W
故答案為：①電路圖如圖所示；②D；③0.64

點評 本題考查描述伏安特性曲線的實驗，要注意本實驗中要明確分壓接法的應(yīng)用條件；并注意在實驗中應(yīng)用所學(xué)過的物理規(guī)律求解功率及電阻等．