Question

4．利用如圖甲所示的電路可以測(cè)量小燈泡的U-I曲線．實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得小燈泡兩端的電壓與通過(guò)它的電流的數(shù)據(jù)描繪出該小燈泡的U-I曲線如圖乙所示．

現(xiàn)備有下列器材：
A．直流電源（電動(dòng)勢(shì)約為5V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)）
B．直流電流表（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．直流電流表（量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω ）
D．直流電壓表（量程0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ）
E．直流電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A）
回答下列問(wèn)題：
①根據(jù)圖甲所示的電路圖及圖乙中數(shù)據(jù)判斷，電流表應(yīng)使用C，電壓表應(yīng)使用D（填相應(yīng)的字母序號(hào)）．
②根據(jù)圖乙所作出的小燈泡的U一I曲線，可判斷圖丙中關(guān)系圖象正確的是B（圖中P為小燈泡的功率，I為通過(guò)小燈泡的電流）

③某同學(xué)將兩個(gè)完全相同的這種小燈泡并聯(lián)接到如圖丁所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=3Ω，則此時(shí)每個(gè)小燈泡的實(shí)際功率為0.36W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖示圖象求出通過(guò)燈泡的最大電流與燈泡兩端的最大電壓，然后選擇電流表與電壓表；
②根據(jù)電功率公式分析答題；
③在燈泡U-I圖象中作出電源的U-I圖象，求出燈泡兩端電壓與通過(guò)燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：①由圖示燈泡U-I圖象可知，通過(guò)燈泡的最大電流約為0.2A，則電流表選擇C，燈泡兩端最大電壓為3V，則電壓表應(yīng)選擇D；
②由P=I²R可知，在I²-P圖象中圖象上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻的倒數(shù)，燈泡電阻R又隨I的增大而增大，燈泡電阻的倒數(shù)隨I的增大而減小，則I²-P圖象的斜率隨P的增大而減小，故B正確；
③設(shè)通過(guò)燈泡的電流為I，燈泡兩端電壓為U，根據(jù)圖丁所示電路圖，由閉合電路歐姆定律可得：E=U+2Ir，則：U=E-2Ir，即：U=3-6I，在燈泡U-I圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出：U=3-6I的圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓：U=1.8V，通過(guò)燈泡的電流：I=0.2A，每個(gè)燈泡的實(shí)際功率：P=UI=1.8×0.2=0.36W；
故答案為：①C；D；②B；③0.36．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、圖象分析、求燈泡的實(shí)際功率，掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法是正確解題的關(guān)鍵．