Question

【题目】有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：

A．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）　　 B．电压表V2（0～100V，内阻15kΩ）

C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω） D．定值电阻R1＝3kΩ

E．定值电阻R2＝15kΩ F．滑动变阻器R（10Ω，2A）

G．学生电源（直流6V，内阻不计）

H．开关、导线若干

（1）为尽量减小实验误差，并要求小灯泡两端电压可从零到额定电压内任意变化，实验中所用电压表应选用______，定值电阻应选用_______（均用序号字母填写）；

（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图；

（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是____________，下图的四个图象中正确的是___________．

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】（1）A（2分），D（2分）

（2）电路图如图（2分）

（3）（2分），C（2分）

【解析】

（1）已知灯泡的额定电压，则根据串联电路的规律可得出电压表，根据实验的要求可以确定定值电阻的选取；（2）要求从零开始，则应采用分压接法，同时考虑灯泡内阻与电流表内阻的关系可以确定电流表的接法；（3）根据实验电路图得出电压表示数与灯泡两端的电压关系．由功率公式可得出功率与电压之间的关系，从而由数学知识可以得出正确的图象．

解答：解：（1）由题意可知，灯泡的额定电压为4.8V，而给出的电压表中有15V和3V两种，选用15V的电压则误差较大；而选用3V的电压表，则量程偏小，故可以串联一个电阻进行分压；由题意可知，选择3kΩ的电阻可以使量程扩大2倍，故选用D即可；故可以选取3V的电压表和3kΩ的电阻串联充当电压表使用；

（2）因题目中要求多测几组数据进行作图，故实验中选用分压接法，并且将R1与电压表串联充当电压表使用，电流表采用电流表外接法；故原理图如图所示:

（3）因电压表内阻与定值电阻相等，两者串联，故分压相等，故有；由功率公式可得：；若R为定值的话，则P与U2应为一次方程；但因为灯泡电阻随温度的变化而变化，故功率随温度不再是线性关系，而是随着电压的增大，而使功率减小，故P与U2图象应为C；

故答案为；（1）A，D；（2）；（3）；C．