Question

14．某同學(xué)為了研究一個(gè)小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而變化的規(guī)律，用實(shí)驗(yàn)得到下表所示的數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡的電流和電壓），則：

U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00
I/A	0	0.12	0.22	0.28	0.34		0.42	0.45	0.47	0.49	0.50

①當(dāng)U=1.00V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表如圖甲所示，其讀數(shù)為0.38A．
②實(shí)驗(yàn)中所用的器材有：
電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ）
電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
滑動(dòng)變阻器（0-5Ω，1A）
電源、待測(cè)小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干．請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖丙中畫(huà)出小燈泡的U-I曲線．
④如果把這個(gè)小燈泡直接接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為2.5Ω的電池兩端，則小燈泡的實(shí)際功率是0.22W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①由電流表的量程可確定最小分度，則可確定電流表的讀數(shù)；
②根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定滑動(dòng)變阻器的接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后連接實(shí)物電路圖；滑動(dòng)變阻器采用分析接法時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)置于分壓電路分壓為零的位置．
③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象．
④在燈泡的U-I圖象同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象，兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值是用該電源給小燈泡供電時(shí)的電壓與電流值，由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：①電流表量程為0.6A，最小分度為0.02A，則電流表的示數(shù)為：0.38A；
②由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓與電流從零開(kāi)始變化，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；燈泡最大電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00V}{0.50A}$=4Ω，電壓表內(nèi)阻約為2kΩ，電流表內(nèi)阻約為0.2Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)物電路圖如圖所示，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法；原理圖如圖所示；

③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象，圖象如圖所示．

④在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象如圖所示：

由圖象可知，用該電源給燈泡供電時(shí)，燈泡兩端電壓U=0.7V，電流I=0.32A，燈泡實(shí)際功率為：
P=UI=0.7×0.32≈0.22W；
故答案為：①0.38；②電路圖如圖所示；③圖象如圖所示；④0.22．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路是實(shí)驗(yàn)常考問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵是根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器采用分壓接法還是采用限流接法，根據(jù)待測(cè)電路元件電阻大小與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法．