Question

13．某同學(xué)利用圖甲所示的電路描繪一個標有“3V  0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)有電源（電動勢6V，內(nèi)阻不計）、電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）、開關(guān)和導(dǎo)線若干．其它可供選用的器材如下：
A．電流表（0～250mA，內(nèi)阻約5Ω）
B．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）
C．滑動變阻器（0～10Ω）
D．滑動變阻器（0～50Ω）

①為減小測量誤差并便于操作，在實驗中電流表應(yīng)選用A，滑動變阻器應(yīng)選用C（選填器材前的字母）
②圖乙是實驗器材的實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)圖甲補充完成圖乙中實物間的連線．
③實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示．如果將這個小燈泡接到電動勢為3.0V、內(nèi)阻為5.0Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是0.38W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
④實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及小燈泡消耗的功率P也隨之變化．圖丁各示意圖中正確反映P-U²關(guān)系的是A．

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是根據(jù)實驗要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法，選擇阻值小的變阻器更方便調(diào)節(jié)；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)小燈泡電阻滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$可知電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是分壓外接電路；題（3）的關(guān)鍵是在表示小燈泡的I-U圖象中同時畫出表示電源的I-U圖象，讀出兩圖線的交點坐標，再根據(jù)功率公式求解即可．

解答 解：①由P=UI可知，燈泡的額定電流為200mA；故電流表選擇A即可；
由于實驗要求電壓從零調(diào)節(jié)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)，所以應(yīng)選擇C；
②根據(jù)給出的原理圖可得出對應(yīng)的實物圖如圖所示；
③在表示小燈泡的I-U圖象中畫出表示電源的I-U圖象如圖所示，讀出兩圖線交點坐標為：U=2.1V，I=0.18A，
所以小燈泡消耗的功率為：P=UI=2.1×0.18W=0.38W；

④電壓表測量路端電壓，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，其示數(shù)隨滑動變阻器的阻值增大而增大；但由于電阻隨電壓的增大而增大，故圖象的斜率越來越小；故選：A
故答案為：①A，C；②如圖所示；③0.38；④A

點評 應(yīng)明確：①當實驗要求電流從零調(diào)或變阻器的全電阻遠小于待測電阻時變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)；②當待測電阻滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＜\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；③表示電阻和電源的I-U圖線的交點表示通過電阻的電流和電阻兩端電壓．