Question

為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關系,小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率。實驗所使用的小燈泡規格為“3.0 V 1.8 W”，電源為12 V的電池,滑動變阻器的最大阻值為10Ω.

（1）準備使用的實物電路如圖甲所示。請將滑動變阻器接入電路的正確位置.（用筆畫線代替導線）

（2）現有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R₁應選_______Ω的定值電阻。

（3）測量結束后，應先斷開開關，拆除_______兩端的導線,再拆除其他導線,最后整理好器材。

（4）小明處理數據后將P、U²描點在坐標紙上，并作出了一條直線，如圖乙所示。請指出圖象中不恰當的地方.

 

Answer 1

【答案】

（1）如圖所示 （2）10 （3）電池 （4）圖線不應畫為直線；橫坐標的標度不恰當

【解析】（1）從滑動變阻器的最大阻值為10Ω及電功率P和電壓U的關系圖線知：滑動變阻器在電路里調節范圍大，故滑動變阻器必須采取分壓式，由于電流表測量流過燈泡的電流，由可推知，電流表應選量程0-0.6A，連接電路圖如上圖所示。

（2）電源為12V，而小燈泡的額定電壓為3V，且滑動變阻器的電阻只10Ω，故需串聯一合適的電阻來分擔電壓。小燈泡規格為“3.0 V 1.8 W”，可求出燈泡的電阻,設串聯的電阻阻值為當滑動觸頭P移到最右端時：燈泡兩端的電壓最大，流過燈泡的電流最大，此時流過燈泡的電流即可，且，可解得,若取太大，電路里的電流則太小，取較合適；

（3）為了電路的安全，首先要斷電，故應拆除電池兩端的導線。

（4）本試驗中為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關系，而電功率P和電壓U²圖 線的斜率代表電阻的倒數，而小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，而小燈泡在電壓較低時，溫度隨電壓的變化比較明顯，圖線彎曲的變化趨勢正反映了這一變化，這 也是本實驗要研究的規律，若采用直線，則有悖于這一規律，當然不合實際；從圖像看：圖像的橫向只占據了方格紙近一半，說明橫坐標的標度選取的不恰當。

【考點定位】 伏安法測小燈泡電功率P和電壓U。具體涉及電路的設計、電路圖的連接、器材的選取、電路的安全及實驗數據的處理等方面。難度：較大。