Question

12．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4.8V  2W”的字樣，現(xiàn)在測(cè)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(guān)系曲線(xiàn)．有下列器材可供選用：
A．電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻3kΩ）
B．電壓表V₂（0～15V，內(nèi)阻15kΩ）
C．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
D．定值電阻R₁=2kΩ
E．定值電阻R₂=10kΩ
F．滑動(dòng)變阻器R（10Ω，2A）
G．學(xué)生電源（直流5V，內(nèi)阻不計(jì)）
H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干

（1）為了使測(cè)量結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用A，定值電阻應(yīng)選用D．
（均用序號(hào)字母填寫(xiě)）；
（2）為盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D1方框內(nèi)畫(huà)出滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)做出P-U²圖象，圖2的四個(gè)圖象中可能正確的是C．

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)實(shí)驗(yàn)的要求可以確定定值電阻的選�。�
（2）要求從零開(kāi)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(shí)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(lián)一個(gè)電阻進(jìn)行分壓；由題意可知，選擇2KΩ的電阻可以使量程擴(kuò)大為5V，故選用D即可；
所以可以選取3V的電壓表和2kΩ的電阻串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用．
（2）因題目中要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖，故實(shí)驗(yàn)中選用分壓接法，并且將R₁與電壓表串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用，因燈泡的電阻較小，所以電流表采用電流表外接法；
故原理圖如右圖所示；
（3）由功率公式可得：P=$\frac{{U}^{2}}{R}$；若R為定值的話(huà)，則P與U²應(yīng)為一次方程；但因?yàn)闊襞蓦娮桦S溫度的變化而變化，故功率隨溫度不再是線(xiàn)性關(guān)系，而是隨著電壓的增大，而使功率減小，故P與U²圖象應(yīng)為C；
故答案為；（1）A，D；  （2）如圖所示；（3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題為探究型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意兩個(gè)電壓表均無(wú)法保證要求，故可以采用串聯(lián)的方式可以對(duì)電表進(jìn)行改裝；此類(lèi)題目近幾年越來(lái)越多，故應(yīng)注意把握．