Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)探究中，要描繪一個(gè)標(biāo)有“3.8V，1W”的小燈泡的R-U曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：
A．電壓表 V（量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ）
B．直流電源E（電動勢4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）
C．電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為1Ω）
D．電流表A₂（量程800mA，內(nèi)阻約為0.4Ω）
E．滑動變阻器R₁（阻值0～20Ω）

（1）實(shí)驗(yàn)中為了比較準(zhǔn)確地測量且方便調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用A₁（選填A(yù)₁或A₂）；
（2）實(shí)驗(yàn)中要求小燈泡電壓從零開始逐漸增大到額定電壓，測量誤差盡可能�。�請你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，畫在圖1虛線方框中；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)小組計(jì)算并描繪出了R-U的圖象，與理想情況略有偏差，如圖2甲所示．由圖象可知，當(dāng)所加電壓為2.00V時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的電功率為0.44 W（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）
（4）小燈泡的I-U圖象如圖2乙所示．則流過小燈泡的電流I隨電壓U變化的圖象是①（請選填①或②）．

Answer 1

分析 根據(jù)小燈泡規(guī)格求出額定電流來選擇電流表量程；根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)可知變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．
由于小燈泡電阻較小可知電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是“分壓外接”．
根據(jù)R-U圖象讀出電壓為3V時(shí)對應(yīng)的電阻，然后即可求出功率．

解答 解：（1）根據(jù)小燈泡規(guī)格“3.8V，1W”可知，額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=260mA，所以電流表應(yīng)選A₁；
（2）由于實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，由于小燈泡電阻較小可知電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是“分壓外接”．
電路圖如圖：
（3）由圖象可知，當(dāng)所加電壓為2.00V時(shí)，R=9.1Ω，
燈泡實(shí)際消耗的電功率為：P=$\frac{{2}^{2}}{9.1}$=0.44　W
（4）由乙圖可知隨電壓的增大導(dǎo)體的電阻增大，故$\frac{U}{I}$越大，故I-U圖象的斜率隨電壓的增大而減小，則流過小燈泡的電流I隨電壓U變化的圖象是 ①．
故答案為：（1）A₁；（2）如圖所示；（3）0.44；（4）①

點(diǎn)評 本題考查了滑動變阻器、電流表的接法及電表量程的選擇和滑動變阻器的選擇，電路圖的設(shè)計(jì)，圖象信息的讀取，難度較大，綜合性較強(qiáng)．