题目内容

3．某同学在探究规格为“4V 2W”的小电珠伏安特性曲线实验中：现有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）
B．电压表（0～10V，内阻约为20kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻约为1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（1kΩ，1A）
G．学生电源（直流6V），还有开关、导线若干
（1）实验中所用电压表应选A，电流表应选D，滑动变阻器应选E（用序号字母表示）．
（2）在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至C档进行测量．（填选项前的字母）
A．直流电压10V  B．直流电流5mA   C．欧姆×1   D．欧姆×100
（3）该同学采用图甲所示的电路进行测量．
Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端（填“左”或“右”）
Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总调不到零，其原因是1点至5点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）
Ⅲ．某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图乙所示），若用电动势为3.0V，内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率约为0.68W．

分析 （1）已知灯泡额定电压与额定功率，求出小电珠正常发光时的电阻，根据额定值可明确电流表、电压表及滑动变阻器；根据该电阻选择欧姆表挡位．
（2）①滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前分压电路电压应最小，根据电路图确定滑片位置．
②滑动变阻器采用分压接法，灯泡电压与电流可以从零开始变化，滑动变阻器采用限流接法时，电压与电流不可能从零开始变化．
③根据图示图象，作出电源的伏安特性曲线，则可以得出灯泡的工作点，则可求得实际功率．

解答 解：（1）因源电压的额定值为4V，故电压表选择A；电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A；故电流表选择D；
因本实验采用分压接法，故滑动变阻器采用小电阻E；
（2）小电珠正常发光时电阻为R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{16}{2}$=8Ω，使用多用电表测电阻时，选择开关旋至欧姆×1挡进行测量．故选C；
（3）①由电路图可知，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端．
②闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，可能是1点到5点间的导线没有接好，滑动变阻器实际上被接成了限流接法．
③由图乙所示小电珠I-U图象，根据欧姆定律可知，其电阻随工作电压的增大而增大．
因电源电动势为3.0V、内阻为2.5Ω，则短路电流为1.2A；
路端电压：U=E-Ir=3-2.5I
故当电流为0.6A时，路端电压为：U=3-2.5×0.6=1.5V
在I-U图象中将（0，3V）与（0.6A，1.5V）两点用直线连接如图所示：
由图可知两图线的交点坐标为U=1.8V，I=0.38A，则小灯泡的功率为P=UI=1.8×0.38W≈0.68W

故答案为：（1）A、D、E；（2）C；（3）①左；②1、5；③0.68．

点评 关于I-U图象有两种形式，一种表示电源，一种表示导体，两条图象的交点表示该导体接在该电源的电路时的电压与电流．

练习册系列答案
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