Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們設(shè)計(jì)了描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，待測小燈泡的額定電壓為3．8V。要求測量結(jié)果盡量精確，并繪制出小燈泡兩端電壓在0~3．8V范圍內(nèi)完整的伏安特性曲線。

（1）若實(shí)驗(yàn)室的電壓表、電流表和滑動變阻器都滿足實(shí)驗(yàn)要求，則在如圖1所示的兩種實(shí)驗(yàn)方案中，應(yīng)選擇 圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（選填“甲”或“乙”）

（2）若實(shí)驗(yàn)中只提供了量程為3V，內(nèi)阻為3000Ω的電壓表V1，為了繪制完整的伏安特性曲線，需要將電壓表V1改裝成量程為4V的電壓表V2，則應(yīng)將電壓表V1 （選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為 _______Ω的定值電阻，才能實(shí)現(xiàn)改裝的要求。

（3）小組的同學(xué)們正確描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，根據(jù)這個特性曲線，同學(xué)們對小燈泡的實(shí)際功率與其兩端的電壓的關(guān)系，或與通過其電流的關(guān)系，猜想出了如圖3所示的關(guān)系圖像，其中可能正確的是 。（選填選項(xiàng)下面的字母序號）

（4）某同學(xué)將該小燈泡接在一個電動勢為3．0V、內(nèi)阻為5．0Ω的電源上，組成一個閉合電路，則此時該小燈泡實(shí)際功率約為 W。（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】（1）甲；（2）串聯(lián)；1000；（3）AB（2分，有選錯的不得分）；（4）0．36～0．42。

【解析】（1）由于實(shí)驗(yàn)是測量小燈泡的伏安特性曲線，電壓需要從0開始測量，故供電電路需要用分壓式，則甲電路是正確的；（2）原電壓表的量程為3V，改裝后的電壓表的量程為4V，故1V的電壓差需要用一個電阻串聯(lián)分壓來獲得，該電阻的阻值為R=1000Ω；（3）根據(jù)P=可知，U2=R×P，即在U2與P的圖像中，斜率為R，因?yàn)殡S著電壓的增大，燈泡的電阻是增大的，故U2與P的圖像的斜率也是增大的，故選項(xiàng)A正確，C錯誤；又根據(jù)P=I2R可知，I2=×P，即在I2與P的圖像中，其斜率為，當(dāng)電阻增大時，其倒數(shù)減小，故I2與P的圖像的斜率在變小，故選項(xiàng)B正確，D錯誤；（4）在燈泡的伏安特性曲線上，我們再做出電源的伏安特性直線，因?yàn)殡娫吹姆�安特性為U=－Ir+E=－I×5Ω+3V，其與燈泡的曲線的交點(diǎn)即為燈泡的兩端電壓和電流，得到U=2V，I=0．19A，故小燈泡的實(shí)際電功率為P=0．38W。