Question

【題目】有一個小燈泡上標有“4.8V 2W”字樣，現在測定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關系曲線．有下列器材可供選用：

A．電壓表V1（0～3V，內阻3kΩ）　　 B．電壓表V2（0～100V，內阻15kΩ）

C．電流表A（0～0.6A，內阻約1Ω） D．定值電阻R1＝3kΩ

E．定值電阻R2＝15kΩ F．滑動變阻器R（10Ω，2A）

G．學生電源（直流6V，內阻不計）

H．開關、導線若干

（1）為盡量減小實驗誤差，并要求小燈泡兩端電壓可從零到額定電壓內任意變化，實驗中所用電壓表應選用______，定值電阻應選用_______（均用序號字母填寫）；

（2）請在方框內畫出滿足實驗要求的電路圖；

（3）利用上述實驗電路圖測出的電壓表讀數UV與此時小燈泡兩端電壓U的定量關系是____________，下圖的四個圖象中正確的是___________．

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】（1）A（2分），D（2分）

（2）電路圖如圖（2分）

（3）（2分），C（2分）

【解析】

（1）已知燈泡的額定電壓，則根據串聯電路的規律可得出電壓表，根據實驗的要求可以確定定值電阻的選�。唬�2）要求從零開始，則應采用分壓接法，同時考慮燈泡內阻與電流表內阻的關系可以確定電流表的接法；（3）根據實驗電路圖得出電壓表示數與燈泡兩端的電壓關系．由功率公式可得出功率與電壓之間的關系，從而由數學知識可以得出正確的圖象．

解答：解：（1）由題意可知，燈泡的額定電壓為4.8V，而給出的電壓表中有15V和3V兩種，選用15V的電壓則誤差較大；而選用3V的電壓表，則量程偏小，故可以串聯一個電阻進行分壓；由題意可知，選擇3kΩ的電阻可以使量程擴大2倍，故選用D即可；故可以選取3V的電壓表和3kΩ的電阻串聯充當電壓表使用；

（2）因題目中要求多測幾組數據進行作圖，故實驗中選用分壓接法，并且將R1與電壓表串聯充當電壓表使用，電流表采用電流表外接法；故原理圖如圖所示:

（3）因電壓表內阻與定值電阻相等，兩者串聯，故分壓相等，故有；由功率公式可得：；若R為定值的話，則P與U2應為一次方程；但因為燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故功率隨溫度不再是線性關系，而是隨著電壓的增大，而使功率減小，故P與U2圖象應為C；

故答案為；（1）A，D；（2）；（3）；C．