Question

6．某同學(xué)利用學(xué)過物理知識(shí)測(cè)量電阻R_x的阻值及探究額定功率為4W、額定電壓為4V的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系，進(jìn)行如下操作：

（1）用多用電表測(cè)該電阻的阻值，選用“×10”倍率的電阻檔測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，因此需選擇×1倍率的電阻檔（選填“×1”“×100”），歐姆調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量，示數(shù)如圖1所示，測(cè)量值為13Ω．
（2）為了探究額定功率為4W、額定電壓為4V的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系，該同學(xué)準(zhǔn)備了如下的實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表V₁（0～2V，內(nèi)阻2kΩ）；      B．電壓表V₂（0～15V，內(nèi)阻15kΩ）
C．電流表A（0～1A，內(nèi)阻約1Ω）；      D．定值電阻R₁=2kΩ
E．定值電阻R₂=16kΩ；                F．滑動(dòng)變阻器R（15Ω，2A）
G．學(xué)生電源（直流6V，內(nèi)阻不計(jì)）；     H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選用A，定值電阻應(yīng)選用D（均用序號(hào)字母填寫）；
②在探究功率與電壓的關(guān)系時(shí)，要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，并且多次測(cè)量，畫出滿足要求的電路圖；
③根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖，寫出電壓表讀數(shù)U_V與小燈泡兩端電壓U的關(guān)系U=2U_V．若小燈泡的電功率為P，則關(guān)系圖線可能正確的是C．

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是明確指針偏角過大說明待測(cè)電阻阻值較小，應(yīng)選倍率小的檔；
題（2）①的關(guān)鍵是明確電表的指針偏角應(yīng)在滿刻度的$\frac{1}{3}$以上才能讀數(shù)，若量程小時(shí)應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)大量程改裝．題②的關(guān)鍵是明確電流從零調(diào)時(shí)，變阻器必須采用分壓式接法，當(dāng)滿足電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法；題③的關(guān)鍵是寫出小燈泡功率P與電壓U的表達(dá)式，然后根據(jù)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大即可求解．

解答 解：（1）歐姆表指針偏角過大說明待測(cè)電阻過小或所選倍率過大所以，應(yīng)選擇×1倍率的電阻檔；
歐姆調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量，示數(shù)如圖1所示，測(cè)量值為13Ω．
由于小燈泡的額定電壓為4V，若選15V量程，則量程太大，所以應(yīng)選A，但需要進(jìn)行改裝為U=4V量程的電壓表；
根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有：U=U_V1+$\frac{{U}_{V1}}{{I}_{V1}}$R，
解得：R=2kΩ，所以定值電阻應(yīng)選D；
②：實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)，說明變阻器應(yīng)采用分壓式接法；
電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，電路圖如圖所示：

③根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)知，燈泡電壓與電壓表示數(shù)間的關(guān)系為U=U_V+U₁=2U_V；
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大，故在P-U²圖象中，斜率逐漸變小，所以可知，只有選項(xiàng)C可能是正確的；
故選：C．
故答案為：（1）×1，13；（2）①A，D；②如圖；③U=2U_V，C

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①歐姆表指針偏角過大時(shí)，應(yīng)選倍率小的檔；②當(dāng)要求電流從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；③當(dāng)滿足電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，滿足電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；④遇到圖象問題，首先根據(jù)物理規(guī)律寫出縱軸與橫軸物理量的表達(dá)式，然后討論即可．