Question

7．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为0.5W，此外还有以下器材可供选择：
A．直流电源3V（内阻不计）
B．直流电流表0～300mA（内阻约为5Ω）
C．直流电流表0～3A（内阻约为0.1Ω）
D．直流电压表0～3V（内阻约为3kΩ）
E．滑动变阻器100Ω，0.5A
F．滑动变阻器10Ω，2A
G．导线和开关
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．
（1）实验中电流表应选用B，滑动变阻器应选用F；（均填写仪器前的字母）

（2）在图1所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图（虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P向b端滑动时，灯泡变亮）；
（3）根据实验数据，画出的小灯泡I-U图线如图2所示．由此可知，当电压为0.5V时，小灯泡的灯丝电阻是5.0Ω；
（4）根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方U²变化的图象，在图3中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是甲、丙．（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）

Answer 1

分析 （1）由灯泡的额定电流即可选择电流表；根据实验要求明确电路接法，则可选择滑动变阻器；
（2）根据实验要求明确接法的选择，则可得出原理图；
（3）图中坐标表示灯泡的电流值及电压值；由欧姆定律可求得电阻．
（4）根据功率公式可得出正确的图象．

解答 解：（1）灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.5}{2.5}$=200mA；故电流表选择B；
因本实验只能接用分压接法，故滑动变阻器选择小电阻F；
（2）根据实验要求可知，滑动变阻器采用分压接法，并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联；电流表采用外接法；原理图如下；

（3）由画出的伏安特性曲线可知，U=0.5V时，电流I=0.10A，则对应的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5}{0.1}$=5Ω；
（4）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，P与U为二次函数关系，图象开口向上；故甲正确；
P与U²，在R不变时为正比例关系，由于R随电压的增大而减小；故丙图正确；
故答案为：（1）B；F（2）如答图所示；
（3）5.0；（4）甲、丙

点评 本题考查测量小灯泡的伏安特性曲线的实验，要注意正确得出实验对应的接法和原理，并能正确根据图象进行数据分析．