Question

（1）有一个标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，并作出其电功率P与其两端电压的平方U²的关系曲线．有下列器材可供选择：A．电压表V（0～3V，内阻R_V=3kΩ）B．电流表G（0～500μA，内阻R_G=600Ω）
C．电阻箱R₁（0～99.99Ω）D．滑动变阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑动变阻器R₄（1kΩ，0.5A）F．电源（直流4V，内阻不计）

①为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要

ACD

（均用器材对应的字母填写）；
②根据你设计的实验电路，完成图甲的连线；
③根据你的设计，若从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G，则小灯泡在该条件下的功率表达式

U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）

（均用字母表示）．表达式中除U、I_G以外，其他符号的意义是

R_V是电压表V的内阻，R_G是电流表G内阻，R₁是电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．

．
（2）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是

13.55

mm．

Answer 1

分析：1、（1）已知灯泡的额定电压，则可选择电压表，由于电流表的量程很小，所以采用电阻箱R₁与电流表并联增大量程，
现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，所以滑动变阻器采用分压式接法，分压式接法滑动变阻器要选择小电阻；
（2）要求电压从零开始连续调节，则应采用分压接法；同时考虑灯泡内阻与电流表内阻的大小关系可以确定电流表的接法；
（3）根据串并联知识和功率P=UI求解小灯泡功率．
2、游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．主尺读数时看游标的0刻度线超过主尺哪一个示数，该示数为主尺读数，看游标的第几根刻度与主尺刻度对齐，乘以游标的分度值，即为游标读数．

解答：解：（1）①灯泡的额定电压是3V，所以选择0-3V电压表，即A．
电流表G量程很小，所以选择电阻箱R₁与电流G表并联增大量程，即C．
现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，所以滑动变阻器采用分压式接法，分压式接法滑动变阻器要选择小电阻，即D．
②要求电压从零开始连续调节，则滑动变阻器应采用分压接法；小灯泡电阻较小，故采用安培表外接法；
电路如图所示：

③从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G，则小灯泡两端的电压是U，
通过小灯泡的电流I=（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
小灯泡在该条件下的功率表达式P=UI=U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
R_V是电压表V的内阻，R_G是电流表G内阻，R₁是电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．
（2）主尺读数为13mm，游标读数为0.05×11=0.55mm，所以最终读数为13.55mm．
故答案为：（1）①ACD ②如图； ③U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

），R_V是电压表V的内阻，R_G是电流表G内阻，R₁是电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．（2）13.55

点评：1、本题为探究型实验，应注意电流表量程很小，可以采用电阻箱与电流表并联增大量程，此类题目近几年出现几率逐渐增加，应注意把握．
2、解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．