题目内容

12．某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，除有一标有“2.5V，0.7W”的小灯泡、旧的两节干电池（电动势3V，内阻6Ω），导线和开关外，还有：
A．直流电流表0-0.3A-0.6A（内阻约为5Ω）
B．直流电压表0-3V-15V（内阻约为15kΩ）
C．滑动变阻器10Ω，2A
D．滑动变阻器1kΩ，0.5A
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．
①电流表应选用0.3A量程，电压表应选用3V量程，滑动变阻器应选用C（用序号表示）．
②试将图3所示未完成连接器材连成实验电路．

③闭合开关后，某次测量时电压表的示数如图1所示，读数为2.20V．
④通过实验测得此小灯泡的U-I图象如图2所示，则可知小灯泡的电阻随着电压的增大而增大（选填“增大”，“减小”，“保持不变”），由图线可求得此灯泡在电压1.4V时，小灯泡的实际功率是0.31W（计算结果保留两位有效数字）．
⑤若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的功率是0.38W．（电压表和电流表均视为理想电表，计算结果保留两位有效数字）

分析 ①明确实验原理，根据灯泡的额定值可明确对应的电流表和电压表；
②根据实验原理可明确对应的实物图；
③根据电压表的读数方法可明确对应的读数；
④根据图象可分析电阻的变化规律，由图象明确电压为1.4V时的电流，由P=UI可求得功率；
⑤当把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器的连接情况：的滑动触头打到最左端或最右端时变阻器均短路，此时小灯泡功率最大，滑动触头在中间时，变阻器的有效电阻最大．

解答 解：①灯泡电压为2.5V，故电压表量程选择3V；灯泡的额定电流I=$\frac{0.7}{2.5}$=0.28A；故电流表选择0.3A量程；
因本实验中采用分压接法，故滑动变阻器选择总阻值较小的C；
②本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法；则可画出对应的实物图如图所示；
③电压表量程为3V，则最小分度为0.1V，则读数为2.20V；
④U-I图象中图象的斜率表示电阻，由图可知，图象斜率随电压的增大而增大；故电阻随电压的增大而增大；
当电压为1.4V时，电流I=0.22A；则灯泡的实际功率P=UI=1.4×0.22=0.31W；
⑤若把AB间的导线误接在AC之间，滑动变阻器左右两边并联后再串接进电路中；则当变阻器滑动触头在变阻器中间时阻值最大R=$\frac{10}{2}$=5Ω，此时小灯泡功率最小，把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻，其电动势为3V，内阻为6Ω，则短路电流I=$\frac{3}{6}$=0.5A，在小灯泡的U-P图象中，连接U=3V与I=0.5A两点，画出表示电源的U-I图象，如图，读出两图线的交点坐标为U=1.6V，I=0.24A，则小灯泡的最小功率为P=UI=0.38W；故功率可以介于0.38-0.7之间；
故答案为：（1）0.3A  3V C
②如图所示
③2.20
④增大   0.31
⑤0.38．

点评 本题考查描绘灯泡的伏安特性曲线实验的数据分析；当已知小灯泡的伏安特性曲线，要求其功率时，要再画出表示电源的U-I图象，则两图线的交点坐标即为小灯泡的实际电流与电压，然后根据P=UI求解．

练习册系列答案
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（1）本实验中“等效代替”的含义是D（填字母代号）．
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法正确的是BD（填字母代号）．
A．将橡皮条拉伸相同长度即可      B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
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7．某物理兴趣小组在一次探究活动中，想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数．实验装置如图甲所示，表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板放在水平的实验台上；木板上有一滑块，滑块右端固定一个轻小动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻细绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动．（忽略滑轮的摩擦）实验方法如下：放开钩码，滑块加速运动，读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码的个数，重复实验，以弹簧测力计的示数F为纵轴，加速度a为横轴，作F-a图象（结果保留两位有效数字）

（1）若某次打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（图中计数点2，4间漏标了3）．该小车的加速度a=0.74m/s2．
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