Question

（1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示，两侧脚间狭缝的宽度为______mm．用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹．如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变______．

（2）某同学用图2所示电路，测绘标称“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A₁（量程100mA，内阻约2Ω）；A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；
电压表：V₁（量程5V，内阻约5kΩ）；V₂（量程15V，内阻约15kΩ）；
滑动变阻器：R₁（阻值范围0～10Ω）；R₂（阻值范围0～2kΩ）；
电源：E₁（电动势为1.5V，内阻约为0.2Ω）；E₂（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）；
为了调节方便，测量准确，试验中应选用电流表______，电压表______．滑动变阻器______，电源______；（填器材的符号）
②根据试验数据，计算并描绘处R-U的图象如图3所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为______Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为______Ω，灯泡实际消耗的电功率为______W．
③根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图中的______．

Answer 1

【答案】分析：游标卡尺的读数是主尺的读数+游标尺的读数；测绘小灯泡的电阻随电压变化的关系图象需要将灯泡两端的电压从0开始连续可调一直提高到额定电压故滑动变阻器只能采用分压接法，而分压接法滑动变阻器的总阻值越小越便于调节；电流表、电压表的读数最佳位置至少大于满量程的，电源的电动势要大于用电器的额定电压；灯泡是纯电阻，故P=；而根据部分电路的欧姆定律可知I=，故R-U图象的斜率的倒数为电流I．
解答：解：（1）由于游标尺的0刻度线仅仅让主尺的0刻度线露出，故主尺的读数为0，由于游标分度为20分度，即每一个小格代表mm，而游标尺的第三条刻度线与主尺的刻度线对齐，故游标尺的读数为mm×3=0.15mm，故测量的数值为0.15mm；
根据衍射条纹宽度公式△x=可知如果狭缝的宽度d减小，则条纹间距△x增大，即衍射条纹变宽．
（2）①要测绘小灯泡的电阻随电压变化的关系图象需要将灯泡两端的电压从0开始连续可调一直提高到额定电压3.8v，而电压表的读数最佳位置至少大于满量程的，而3.8v不足15的，只能选择量程为5v的电压表，故选v₁．
小灯泡的额定电流I=0.3A，大于A₁的最大量程，故只能选量程为0.6A的电流表A₂；
由于小灯泡两端的电压需要从0开始连续可调一直提高到额定电压3.8v，故滑动变阻器只能采用分压接法，而分压接法滑动变阻器的总阻值越小越便于调节，故滑动变阻器选R₁，；
由于小灯泡的额定电压为3.8v，故电源只能采用电动势为4V的E₂；
②当灯泡不工作时，灯泡两端的电压为0，由图可知灯泡的电阻为1.5Ω；当灯泡两端的电压为3.0V时，灯泡的电阻为11.5Ω，根据P=可知此时灯泡实际消耗的功率为P===0.78W．
③根据部分电路的欧姆定律可知I=，故图3的斜率的倒数为电流I，而由图3可知斜率越来越小，故电流随电压的增大而增大，故灯泡的功率P=UI随电压U的增大而增大，而I=，即电压越大斜率越大，故A正确．
故选A．   
故本题的答案为：（1）0.15 宽
（2）①A₂ V₁ R₁ E₂
②1.5 11.5 0.78
③A
点评：本题考查了游标卡尺的读数，电压表、电流表，电源量程的选择，滑动变阻器的接法与选择，功率的计算，图象的读取，难度较大，要多加训练．