Question

4．使用如圖1所示的器材測定小燈泡在不同電壓下的電功率．已知小燈泡標(biāo)有“2.5V，3W”的字樣，電源電壓為6V，電流表有0.6A（內(nèi)阻約10Ω）、3A（內(nèi)阻約0.1Ω）兩個(gè)量程；電壓表有3V（內(nèi)阻6000Ω）、15V（內(nèi)阻10000Ω） 兩個(gè)量程，滑動(dòng)變阻器有兩個(gè)規(guī)格，R₁標(biāo)有“5Ω，2A”，R₂標(biāo)有“100Ω，20mA”．各電表的量程如圖中所示，測量時(shí)要求小燈泡兩端的電壓從零開始，并能測量多組數(shù)據(jù)．
（1）電壓表應(yīng)選用3V量程，電流表應(yīng)選用3A量程，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁；
（2）將實(shí)驗(yàn)電路圖2畫在方框中；
（3）把圖1中實(shí)物連成完整的實(shí)驗(yàn)電路．
（4）開始時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該移到最左端（左或右）；
（5）在圖3中作出小燈泡的電功率P與它兩端的電壓平方（U²）的關(guān)系曲線，在坐標(biāo)系P-U²中定性作出實(shí)驗(yàn)的大致圖象

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓，則根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可得出電壓表，根據(jù)功率公式求解電流，并選擇電流表；
（2）要求從零開始，則應(yīng)采用分壓接法，同時(shí)考慮燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的關(guān)系可以確定電流表的接法；
（3）由功率公式可得出功率與電壓之間的關(guān)系，從而由數(shù)學(xué)知識可以得出正確的圖象．

解答 解：（1）因燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表應(yīng)選擇3V量程；
燈泡中電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3}{2.5}$=1.2A，故電流表應(yīng)選擇3A量程；
因本實(shí)驗(yàn)中要求多測幾組數(shù)據(jù)，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，故應(yīng)采用小電阻R₁；
（2）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因燈泡電阻較小，故采用電流表外接法；原理圖如圖所示；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實(shí)物圖；
（4）由圖可知，測量電路與滑動(dòng)變阻器左側(cè)并聯(lián)，故開始滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到左側(cè)；
（5）因燈泡電阻隨溫度的升高而增大，則由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，圖象應(yīng)隨電壓平方的增大而增大；
故答案為：（1）3V，3A     R₁
（2）（3）如圖；
（4）左；
（5）如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查測量燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確燈泡電阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法，同時(shí)因需要多測幾組數(shù)據(jù)，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓法．