Question

3．某同學(xué)在探究規(guī)格為“4V 2W”的小電珠伏安特性曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中：現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ）
B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻約為20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻約為1Ω）
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.4Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）
F．滑動(dòng)變阻器（1kΩ，1A）
G．學(xué)生電源（直流6V），還有開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選A，電流表應(yīng)選D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E（用序號(hào)字母表示）．
（2）在小電珠接入電路前，使用多用電表直接測(cè)量小電珠的電阻，則應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至C檔進(jìn)行測(cè)量．（填選項(xiàng)前的字母）
A．直流電壓10V  B．直流電流5mA   C．歐姆×1   D．歐姆×100
（3）該同學(xué)采用圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量．
Ⅰ．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最左端（填“左”或“右”）
Ⅱ．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，已知各元器件均無(wú)故障，但閉合開(kāi)關(guān)S后，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總調(diào)不到零，其原因是1點(diǎn)至5點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有連接好；（圖甲中的黑色小圓點(diǎn)表示接線(xiàn)點(diǎn)，并用數(shù)字標(biāo)記，空格中請(qǐng)?zhí)顚?xiě)圖甲中的數(shù)字，如“2點(diǎn)至3點(diǎn)”的導(dǎo)線(xiàn)）
Ⅲ．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫(huà)出了該小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)（如圖乙所示），若用電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻為2.5Ω的電源給該小燈泡供電，則該小燈泡的實(shí)際功率約為0.68W．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡額定電壓與額定功率，求出小電珠正常發(fā)光時(shí)的電阻，根據(jù)額定值可明確電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器；根據(jù)該電阻選擇歐姆表?yè)跷唬?br />（2）①滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，閉合開(kāi)關(guān)前分壓電路電壓應(yīng)最小，根據(jù)電路圖確定滑片位置．
②滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，燈泡電壓與電流可以從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器采用限流接法時(shí)，電壓與電流不可能從零開(kāi)始變化．
③根據(jù)圖示圖象，作出電源的伏安特性曲線(xiàn)，則可以得出燈泡的工作點(diǎn)，則可求得實(shí)際功率．

解答 解：（1）因源電壓的額定值為4V，故電壓表選擇A；電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A；故電流表選擇D；
因本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器采用小電阻E；
（2）小電珠正常發(fā)光時(shí)電阻為R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{16}{2}$=8Ω，使用多用電表測(cè)電阻時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)旋至歐姆×1擋進(jìn)行測(cè)量．故選C；
（3）①由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最左端．
②閉合開(kāi)關(guān)S后，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，可能是1點(diǎn)到5點(diǎn)間的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有接好，滑動(dòng)變阻器實(shí)際上被接成了限流接法．
③由圖乙所示小電珠I-U圖象，根據(jù)歐姆定律可知，其電阻隨工作電壓的增大而增大．
因電源電動(dòng)勢(shì)為3.0V、內(nèi)阻為2.5Ω，則短路電流為1.2A；
路端電壓：U=E-Ir=3-2.5I
故當(dāng)電流為0.6A時(shí)，路端電壓為：U=3-2.5×0.6=1.5V
在I-U圖象中將（0，3V）與（0.6A，1.5V）兩點(diǎn)用直線(xiàn)連接如圖所示：
由圖可知兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)坐標(biāo)為U=1.8V，I=0.38A，則小燈泡的功率為P=UI=1.8×0.38W≈0.68W

故答案為：（1）A、D、E；（2）C；（3）①左；②1、5；③0.68．

點(diǎn)評(píng) 關(guān)于I-U圖象有兩種形式，一種表示電源，一種表示導(dǎo)體，兩條圖象的交點(diǎn)表示該導(dǎo)體接在該電源的電路時(shí)的電壓與電流．