Question

13．某實(shí)驗(yàn)小組要描繪額定電壓為4.0V的小燈泡的伏安特性曲線，并研究小燈泡功率等問題．
（1）在該實(shí)驗(yàn)中，符合要求的作法是A
A．閉合電鍵前必須檢查滑動(dòng)變阻器的滑片位置使之起到保護(hù)作用
B．實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的阻值越大越好
C．實(shí)驗(yàn)中測3組數(shù)據(jù)即可
D．在坐標(biāo)紙上描出點(diǎn)后，用直尺作一條直線使不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)
（2）該實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向b端移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)“電流表的示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)逐漸增大”，則分析電路的可能故障為B．
A．小燈泡短路    B．小燈泡斷路    C．電流表斷路     D，滑動(dòng)變阻器斷路
（3）故障排除后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出I-U圖線如圖乙所示，由圖象可確定小燈泡在電壓為2.0V時(shí)實(shí)際功率為0.60W．
（4）已知小燈泡燈絲在27℃時(shí)的電阻是6.0Ω，并且小燈泡燈絲電阻值R與燈絲溫度t的關(guān)系為R=k（273+t），k為比例常數(shù)，根據(jù)I-U圖線，估算該燈泡正常工作時(shí)燈絲的溫度約為227℃．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理知道實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)；
（2）閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片 p 向 b 端移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)“電流表的示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)逐漸增大”，可能是燈泡斷路．
（3）根據(jù)I-U圖線確定電壓為2.0V時(shí)的電流，通過P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率．
（4）根據(jù)小燈泡燈絲在27℃時(shí)的電阻是6.0Ω，通過小燈泡燈絲電阻值R與燈絲溫度 t 的關(guān)系為 R=k（273+t），得出比例系數(shù)，再根據(jù)I-U 圖線，估算該燈泡正常工作時(shí)的電阻，從而求出此時(shí)的溫度．

解答 解（1）：A、閉合電鍵前必須檢查滑動(dòng)變阻器的滑片位置，使分壓電路分壓為零，使之起到保護(hù)作用，故A正確；
B、為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，滑動(dòng)變阻器阻值要小些，滑動(dòng)變阻器阻值不是越大越好，故B錯(cuò)誤；
C、為準(zhǔn)確描繪燈泡的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)時(shí)要多測幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，3組數(shù)據(jù)太少，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)先在坐標(biāo)紙上描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑的曲線把各點(diǎn)連起來，作出圖象，燈泡的伏安特性曲線不是直線，故D錯(cuò)誤；
故選：A．
（2）若燈泡短路，電流表示數(shù)較大；若若電流表和滑動(dòng)變阻器斷路，則電壓表的讀數(shù)為0，現(xiàn)在“電流表的示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)逐漸增大”，知可能是燈泡斷路．故選B．
（3）從I-U圖線可知，電壓為2.0V時(shí)，電流為0.3A，則P=UI=2×0.3W=0.6W．
（4）小燈泡燈絲在27℃時(shí)的電阻是6.0Ω，根據(jù) R=k （ 273+t ）得：k=0.02Ω/°C．
當(dāng)燈泡正常工作時(shí)電阻為：R′=$\frac{4.2}{0.42}$=10Ω
則有：t=$\frac{R'}{k}$-273=227°C．
故答案為：（1）A；（2）B；（3）0.60；（4）227

點(diǎn)評(píng) 本題考查描述小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，注意事項(xiàng)中的注意事項(xiàng)，能正確分析伏安特性曲線并處理數(shù)據(jù)．