Question

14．某同学用如图1所示电路测绘标有“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）
滑动变阻器：R₂（阻值范围0～2KΩ）
电源：E₁（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω  ）；  E₂（电动势为4V，内阻约为0.04Ω ）．
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表A₂，电压表V₁，滑动变阻器R₁，电源E₂．（填器材的符号）
（2）根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图2所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为6.0Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为11Ω，灯泡实际消耗的电功率为0.82W．

（3）根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图3中的A．

Answer 1

分析 （1）分析灯泡的额定值，根据实验的安全和准确性原则分析选择所需要的仪器；
（2）根据图象进行分析，可直接求出对应的电阻，再根据功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$进行分析求出电功率；
（3）明确电阻随温度变化的基本规律，从而选出正确的图象．

解答 解：（1）由题意可知，灯泡额定电压为3.8V，额定电流为0.3A，故电流表应选用A₂；电压表选择V₁；由于本实验中采用滑动变阻器分压接法，所以滑动变阻器应选择总阻值较小的R₁；电源电压略大于额定电压即可，故电源电动势应选择E₂；
（2）根据R-U图象可知，当电压为零时，灯泡电阻约为6.0Ω；电压为3V时，电流为11.0Ω；根据功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，P=$\frac{{3}^{2}}{11}$=0.82W；
（3）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，P与U²成正比，P-U的图线弯曲的方向向上，故CD错误；
因当U=0时P=0，故B不合题意，故A正确．
故答案为：（1）A₂，V₁，R₁，E₂；（2）6.0，11.0，0.82；（3）A．

点评 本题考查测定小灯泡的伏安特性曲线实验，要注意明确实验仪表的选择方法，应保证量程略大于电路中额定值即可，同时还要注意灯泡电阻随温度变化的规律，利用所学过的规律进行分析，并明确伏安特性曲线的正确应用．