Question

4．在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所使用的電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表的內(nèi)阻約為十幾千歐．實(shí)驗(yàn)中得到了8組數(shù)據(jù)，在圖甲所示的電流-電壓（I-U）坐標(biāo)系中，通過描點(diǎn)連線得到了小燈泡的伏安特性曲線．

①根據(jù)圖甲可確定小燈泡功率P與U²和I²的關(guān)系圖象，其中圖乙中正確的是D；
②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0.4A，則定值電阻R所消耗的電功率約為0.64 W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)功率公式及電阻隨溫度的變化規(guī)律可明確正確圖象；
（2）根據(jù)圖象明確燈泡的電壓，再由閉合電路歐姆定律可求得電阻R兩端的電壓，由功率公式可求得電功率．

解答 解：由P=${I}_{\;}^{2}R$=$\frac{{U}_{\;}^{2}}{R}$可知，在P-${I}_{\;}^{2}$圖象中圖象上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻R，而電阻R又隨溫度的升高而增大，故D正確，C錯(cuò)誤，同理在P-${U}_{\;}^{2}$圖象中，圖象上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻倒數(shù)$\frac{1}{R}$，因隨溫度的升高R增大因而$\frac{1}{R}$應(yīng)減小，故AB均錯(cuò)誤，本題應(yīng)選D．
③、若將被測小燈泡與一定值電阻R和電源串聯(lián)成如圖丙所示的電路，由小燈泡的I-U圖象可讀出I=0.4A時(shí)，小燈泡兩端電壓為U=4V，根據(jù)閉合電路歐姆定律E=${U}_{外}^{\;}$+Ir得，定值電阻兩端電壓${U}_{0}^{\;}$=$\frac{E-U-Ir}{I}=\frac{6-4-0.4×1}{1}$V=1.6V，再由P=UI得P=1.6×0.4W=0.64W；即定值電阻R所消耗的電功率為0.64W．
故答案為：①如圖，②D，③電路圖如圖，0.64．

點(diǎn)評 注意學(xué)會從數(shù)學(xué)函數(shù)的角度分析物理圖象問題，并區(qū)分曲線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率和曲線的切線的斜率含義的不同．