Question

4．某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的小灯泡两个、电键、导线若干．

（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡L₁的U-I图象如图a中的图线L₁，为了得到图a中的图线，请将图b中缺少的两根导线补全，连接成实验电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）．
（2）如图a所示，P为图线L₁上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴线的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是BD．
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为4Ω
C．对应P点，小灯泡的电阻为14Ω
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积的大小
（3）换小灯泡L₂重做实验，得到其U-I图象如图a中的图线L₂．现将两小灯泡L₁、L₂并联后接在电动势3V、内阻6Ω的电源两端，则此时电源两端的电压为0.62V；灯泡L₂消耗的功率为0.09W．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，从而补齐实验电路图；
（2）根据电阻的定义R=$\frac{U}{I}$，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率，根据各点的坐标可求出对应的电阻值；
（3）根据并联电阻电压与电流的特点作出对应的各点坐标即可得出并联后干路的电流；再在表示灯的U-I图象中同时作出表示电源的U-I图象，然后读出两图线的交点坐标即可求出路端电压和电流，从而求出功率．

解答 解：（1）测量灯泡伏安特性曲线采用滑动变阻器分压接法，同时采用电流表外接法，因此对应的实物图如图所示；
（2）A、由图可知，图象的斜率随电压的增大而增大，故说明电阻越来越大，故A错误；
B、对应P点，电压为1.4V，电流为0.35A，则电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.4}{0.35}$=4Ω，故B正确，C错误；
D、由P=UI可知，对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积的大小，故D正确；
故选：BD；
（3）根据并联电阻电流与电压关系可知，在U-I图象中，应满足每一个电压U对应的电流为两灯泡的电流之和，然后再用平滑的曲线连线即可；在U-I图象中同时作出表示电源的U-I图象，如图所示，读出与图线Ⅲ的交点坐标为U=0.62V，故电源的路端电压为0.6V，此时小灯泡2的电流为0.15A，则其消耗的功率为P=UI=0.62×0.15=0.09W；
故答案为：（1）如图所示；（2）BD；（3）0.62；0.09．

点评 本题应明确：①当实验要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法；②U-I图象中，图象上的点与原点连线的斜率表示导体的电阻；③在表示导体的U-I图象中同时作出表示电源的U-I图象，读出两图线的交点坐标即为通过导体的实际电流和电压．