Question

18．某同學(xué)用如圖甲所示電路描繪一個(gè)“2.8V、1.5W”的小燈泡的伏安特性曲線，并將實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描在圖乙所示的I-U坐標(biāo)系中．

（1）可供選用的器材有：
A．電壓表（0-3V，內(nèi)阻10kΩ）
B．電壓表（0-15V，內(nèi)阻25kΩ）
C．電流表（0-3A，內(nèi)阻0.4Ω）
D．電流表（0-0.6V，內(nèi)阻1.0Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）
F．滑動(dòng)變阻器（500Ω，1A）
G．學(xué)生電源（直流5V）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E（填寫所選用器材前字母）
（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中或處理數(shù)據(jù)時(shí)有下列做法或結(jié)論，其中正確的是AD．
A．閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑片滑至a端
B．描點(diǎn)后應(yīng)用折線連接所有描的點(diǎn)
C．考慮電表內(nèi)阻作用，每次燈泡的電阻測(cè)量值均大于真實(shí)值
D．由所描點(diǎn)知隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
（3）對(duì)應(yīng)圖乙中P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為4.5Ω．若用電動(dòng)勢(shì)E=2V、內(nèi)阻r=1Ω的電源串聯(lián)一個(gè)阻值R=3Ω的定值電阻給此小燈泡供電，則小燈泡的實(shí)際功率為0.27W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)明確電流和電壓的范圍，則可得出對(duì)應(yīng)的電表選擇；根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法可明確所用變阻器；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行分析，從而明確各項(xiàng)正誤；
（3）在圖象中做出所接電源的I-U圖象，圖象的交點(diǎn)為燈泡的實(shí)際工作點(diǎn)，則由P=UI可求得其功率．

解答 解：（1）由題圖乙所描點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值可知電壓值最大為3V，故電壓表應(yīng)選擇A，電流最大為0.5A，故電流表應(yīng)選擇D；實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法；應(yīng)選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器E；
（2）A、開關(guān)閉合前應(yīng)使待測(cè)部分電壓最小，由圖可知測(cè)量部分與滑動(dòng)變阻器左端并聯(lián)；故應(yīng)將滑片滑至a端，故A正確；
B、描點(diǎn)作圖時(shí)應(yīng)用平滑曲線連接，不一定要連接所有點(diǎn)；故B錯(cuò)誤；
C、本實(shí)驗(yàn)采用外接法；電壓表的內(nèi)阻不能忽略；從而流過電流量的電流大于流過燈泡的電流；故測(cè)量值小于真實(shí)值，故C錯(cuò)誤；
D、由描點(diǎn)情況可知，I-U圖象的斜率越來越��；而I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)；故隨著電壓的增大，小燈泡的電阻增大；故D正確；
（3）P點(diǎn)對(duì)應(yīng)電壓為1.8V，對(duì)應(yīng)電流為0.4A，所以對(duì)應(yīng)題圖乙中P點(diǎn)，小燈泡的阻值約為：R_x=$\frac{1.8}{0.4}$=4.5Ω；將定值電阻視為電源內(nèi)阻，在圖乙中作出新電源的I-U圖象，兩圖象的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，U=1.05V，I=0.27A；則功率P=UI=1.05×0.27=0.28W．
故答案為：（1）ADE；（2）AD；（3）4.5；0.27．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了小燈泡伏安特性曲線的描繪以及有關(guān)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)操作，對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)一定要熟練掌握滑動(dòng)變阻器的兩種接法和電流表的內(nèi)外接法等基礎(chǔ)知識(shí)．特別注意明確伏安特性曲線的應(yīng)用．