题目内容

5.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡(3.0V、1.5W)
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.5V,内阻不计)
I.电键及导线等

(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用C;电压表应选用D;滑动变阻器应选用G.(只需填器材前面的字母即可)
(2)实验要求能测出尽可能多组数据,如图1是没有连接完的实物电路.(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根).请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整
(3)正确连接电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向左端滑动(选填“左”或“右”)
(4)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如甲所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断图2中正确的是(图中P为小灯泡的功率)BD.

分析 (1)器材的选取要安全、精确,根据小灯泡的额定电压和额定电流选出电压表和电流表的量程.滑动变阻器采用分压式接法,从测量的误差角度选出合适的滑动变阻器.
(2)研究小灯泡在不同电压下的功率,电压和电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法.根据所测灯泡的内阻,与电压表内阻和电流表内阻比较,确定是大电阻还是小电阻,从而确定电流表采取内接法还是外接法.

解答 解:(1)从测量精确度考虑,小灯泡的额定电压为3V,所以电压表选取量程为3V的,小灯泡的额定电流为:I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A,所以电流表选取量程为0.6A的,最大阻值为100Ω的滑动变阻器接入电路测量误差较大,所以选取最大阻值为10Ω的滑动变阻器.故选C、D、G.
(2)由于电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻为:R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{9}{0.6}$=15Ω,远小于电压表内阻,与电流表内阻相当,属于小电阻,“小外偏小”,采取电流表的外接法.电流图如下.
(3)为了让开始时测量电路中电压为零,故滑片开始时应滑到最左侧
(4)根据I-U图线的斜率表示电阻的倒数,知电阻随电压的增大而增大.
P-U2图线的斜率表示电阻倒数,电阻增大,知P与U2图线的斜率减小,所以B正确.
P-I2图线的斜率表示电阻的大小,电阻增大,知P与I2图线的斜率增大.所以D正确.故选BD;
故答案为:(1)CDG;(2)如图.(3)左;(4)BD.

点评 解决本题的关键掌握器材选取的原则,掌握滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别,以及电流表内外接的区别.

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