Question

4．某同學通過實驗研究小燈泡的電流與電壓的關系，可用的器材如下：電源、滑動變阻器、電流表、電壓表、不同規(guī)格的小燈泡兩個、電鍵、導線若干．

（1）實驗中移動滑動變阻器滑片，得到了小燈泡L₁的U-I圖象如圖a中的圖線L₁，為了得到圖a中的圖線，請將圖b中缺少的兩根導線補全，連接成實驗電路（其中電流表和電壓表分別測量小燈泡的電流和電壓）．
（2）如圖a所示，P為圖線L₁上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸線的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是BD．
A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
B．對應P點，小燈泡的電阻為4Ω
C．對應P點，小燈泡的電阻為14Ω
D．對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積的大小
（3）換小燈泡L₂重做實驗，得到其U-I圖象如圖a中的圖線L₂．現(xiàn)將兩小燈泡L₁、L₂并聯(lián)后接在電動勢3V、內阻6Ω的電源兩端，則此時電源兩端的電壓為0.62V；燈泡L₂消耗的功率為0.09W．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，從而補齊實驗電路圖；
（2）根據電阻的定義R=$\frac{U}{I}$，電阻等于圖線上的點與原點連線的斜率，根據各點的坐標可求出對應的電阻值；
（3）根據并聯(lián)電阻電壓與電流的特點作出對應的各點坐標即可得出并聯(lián)后干路的電流；再在表示燈的U-I圖象中同時作出表示電源的U-I圖象，然后讀出兩圖線的交點坐標即可求出路端電壓和電流，從而求出功率．

解答 解：（1）測量燈泡伏安特性曲線采用滑動變阻器分壓接法，同時采用電流表外接法，因此對應的實物圖如圖所示；
（2）A、由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而增大，故說明電阻越來越大，故A錯誤；
B、對應P點，電壓為1.4V，電流為0.35A，則電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.4}{0.35}$=4Ω，故B正確，C錯誤；
D、由P=UI可知，對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積的大小，故D正確；
故選：BD；
（3）根據并聯(lián)電阻電流與電壓關系可知，在U-I圖象中，應滿足每一個電壓U對應的電流為兩燈泡的電流之和，然后再用平滑的曲線連線即可；在U-I圖象中同時作出表示電源的U-I圖象，如圖所示，讀出與圖線Ⅲ的交點坐標為U=0.62V，故電源的路端電壓為0.6V，此時小燈泡2的電流為0.15A，則其消耗的功率為P=UI=0.62×0.15=0.09W；
故答案為：（1）如圖所示；（2）BD；（3）0.62；0.09．

點評 本題應明確：①當實驗要求電流從零調時，變阻器應采用分壓式接法；②U-I圖象中，圖象上的點與原點連線的斜率表示導體的電阻；③在表示導體的U-I圖象中同時作出表示電源的U-I圖象，讀出兩圖線的交點坐標即為通過導體的實際電流和電壓．