Question

為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率。實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V 1.8 W”，電源為12 V的電池,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω.

（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖甲所示。請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.（用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線）

（2）現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R₁應(yīng)選_______Ω的定值電阻。

（3）測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除_______兩端的導(dǎo)線,再拆除其他導(dǎo)線,最后整理好器材。

（4）小明處理數(shù)據(jù)后將P、U²描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖乙所示。請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?

 

Answer 1

【答案】

（1）如圖所示 （2）10 （3）電池 （4）圖線不應(yīng)畫(huà)為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度不恰當(dāng)

【解析】（1）從滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω及電功率P和電壓U的關(guān)系圖線知：滑動(dòng)變阻器在電路里調(diào)節(jié)范圍大，故滑動(dòng)變阻器必須采取分壓式，由于電流表測(cè)量流過(guò)燈泡的電流，由可推知，電流表應(yīng)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(dòng)變阻器的電阻只10Ω，故需串聯(lián)一合適的電阻來(lái)分擔(dān)電壓。小燈泡規(guī)格為“3.0 V 1.8 W”，可求出燈泡的電阻,設(shè)串聯(lián)的電阻阻值為當(dāng)滑動(dòng)觸頭P移到最右端時(shí)：燈泡兩端的電壓最大，流過(guò)燈泡的電流最大，此時(shí)流過(guò)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(yīng)拆除電池兩端的導(dǎo)線。

（4）本試驗(yàn)中為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，而電功率P和電壓U²圖 線的斜率代表電阻的倒數(shù)，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(shí)，溫度隨電壓的變化比較明顯，圖線彎曲的變化趨勢(shì)正反映了這一變化，這 也是本實(shí)驗(yàn)要研究的規(guī)律，若采用直線，則有悖于這一規(guī)律，當(dāng)然不合實(shí)際；從圖像看：圖像的橫向只占據(jù)了方格紙近一半，說(shuō)明橫坐標(biāo)的標(biāo)度選取的不恰當(dāng)。

【考點(diǎn)定位】 伏安法測(cè)小燈泡電功率P和電壓U。具體涉及電路的設(shè)計(jì)、電路圖的連接、器材的選取、電路的安全及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等方面。難度：較大。