Question

某實驗小組要描繪一個標有“3.8V，1W”的小燈珠R_L的R～U曲線，所供選擇的器材除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：
A．電壓表V（量程5V，內阻約為5kΩ）
B．直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計）
C．電流表A₁（量程150mA，內阻約為2Ω）
D．電流表A₂（量程300mA，內阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R₁（阻值0～10Ω）
F．滑動變阻器R₂（阻值0～200Ω）
（1）實驗中為較準確測量、方便調節，電流表應選用______，滑動變阻器應選用______（填寫儀器符號）；
（2）要求實驗中小燈珠電壓從零逐漸增大到額定電壓，測量誤差盡可能小．請你為該實驗小組設計電路圖；
（3）據實驗數據，計算并描繪出了R-U的圖象，如乙圖所示．由圖象可知，當所加電壓為3.00V時，燈珠實際消耗的電功率為______W．
（4）小燈珠的電功率P隨電壓U變化的圖象及其伏安特性曲線可能分別是圖丙中的______．
A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④

Answer 1

（1）待測小燈泡為“3.8V，1W”，故其額定電流I=

P

U

=

1

3.8

≈0.26A=260mA，故電流表只能選擇A₂；要描繪小燈珠R_L的R～U曲線，故電壓要從0開始連續可調，故滑動變阻器采用分壓接法，而分壓接法時滑動變阻器的阻值越小越便于調節，故選R₁．
（2）由于中值電阻R_中=

RARV

=

1×5000

=50

2

Ω，而小燈泡的內阻R=

U2

P

=

3．82

1

=14.4Ω，故被測電阻為小電阻，故電流表應該采用外接法，描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示．
（3）當電壓為3V時，由圖可知小燈泡的電阻為11.5Ω，故此時小燈泡消耗的實際功率P=

U2

R

=

32

11.5

≈0.78W；
（4）根據P=UI可知I=

P

U

，即P-U圖象的斜率為電流I，R-U圖象的斜率的倒數為I，由乙圖可知隨電壓的增大提供導體的電流越大，故P-U圖象的斜率應隨電壓的增大而增大，故②正確；由乙圖可知隨電壓的增大導體的電阻增大，故

U

I

越大，故I-U圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故③正確；故選C．
故答案為：（1）A₂；R₁；（2）實驗電路圖如圖所示；（3）0.78；（4）C．