Question

3．測量小燈泡的電壓U和電流I，研究“小燈泡的伏安特性曲線”．根據(jù)P=UI得到電功率，在此基礎(chǔ)上探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V，1.8W”，電源電動勢為9V且有一定內(nèi)阻，滑動變阻器的最大阻值為10Ω．
（1）實(shí)物電路如圖甲所示．請先在答題卷相應(yīng)位置的方框內(nèi)畫出電路圖，再在答題卷相應(yīng)位置的實(shí)物電路中補(bǔ)全所缺導(dǎo)線．（用筆畫線代替導(dǎo)線）
（2）現(xiàn)有5Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R₁應(yīng)選5Ω的定值電阻．
（3）某次測量電壓表示數(shù)如圖乙所示，電壓表讀數(shù)為2.10V．
（4）處理數(shù)據(jù)后將P、U²描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖丙所示．請指出圖象其中一處不恰當(dāng)?shù)牡胤綀D線不應(yīng)畫直線，應(yīng)用平滑的曲線連接；橫坐標(biāo)標(biāo)度太大．

Answer 1

分析 測定小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法；做電學(xué)實(shí)驗(yàn)為保護(hù)電流表，需要串聯(lián)一個保護(hù)電阻，保護(hù)電阻的值應(yīng)根據(jù)歐姆定律算出；畫圖象時(shí)若各點(diǎn)不在一條直線上時(shí)，應(yīng)用平滑的曲線連接．

解答 解：（1）從P-${U}_{\;}^{2}$圖象可知電壓從零調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，變阻器連接如圖所示；實(shí)物圖如圖所示；


（2）當(dāng)變阻器的輸出電壓最大時(shí)，通過小燈泡的電流為額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.8}{3}$A=0.6A，根據(jù)歐姆定律通過變阻器的電流為${I}_{變}^{\;}$=$\frac{U}{{R}_{變}^{\;}}$=$\frac{3}{10}A=0.3A$，所以通過電源的電流為${I}_{\;}^{′}$=I+${I}_{變}^{\;}$=0.6+0.3=0.9A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有E=U+${I}_{\;}^{′}•（r{+R}_{0}^{\;}）$，解得${R}_{0}^{\;}$+r=$\frac{E-U}{{I}_{\;}^{′}}$=$\frac{12-3}{0.9}Ω$=10Ω，所以保護(hù)電阻應(yīng)選5Ω的定值電阻；
（3）量程選擇3V，故讀數(shù)為2.10V；
（4）圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤接孝賵D線不應(yīng)畫直線，應(yīng)用平滑的曲線連接；②橫坐標(biāo)標(biāo)度太大．
故答案為（1）如圖；
        （2）5；
        （3）2.10
        （4）圖線不應(yīng)畫直線，應(yīng)用平滑的曲線連接；橫坐標(biāo)標(biāo)度太大

點(diǎn)評 測定小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)變阻器應(yīng)用分壓式接法，選擇保護(hù)電阻時(shí)應(yīng)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中的最小電阻，然后再選擇．