Question

小明同學(xué)用下列器材描繪額定電壓為3.0V的小燈泡伏安特性圖線（要求電壓變化從零開始），并研究小燈泡實(shí)際功率及燈絲溫度等問(wèn)題．

A．電流表（0.6A，1Ω）
B．電壓表（3V，1kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）
D．電源（4V，內(nèi)阻不計(jì)）
①用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路．
②開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于

 

端（填“a”或“b”）．
③閉合開關(guān)，變阻器的滑片向b端移動(dòng)，電壓表的示數(shù)逐漸增大，電流表指針卻幾乎不動(dòng)，則電路的故障為

 

．
④排除故障后，小明完成了實(shí)驗(yàn)，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出小燈泡I-U圖象如圖中實(shí)線所示．由圖可確定小燈泡在電壓為2.0V時(shí)實(shí)際功率為

 

（保留兩位有效數(shù)字）．
⑤圖2是用多用電表歐姆檔“×1”檔直接測(cè)量小燈泡燈絲在27℃時(shí)電阻值，則阻值為

 

?，若小燈泡燈絲電阻值與燈絲溫度的關(guān)系為R=k（203+t），k為比例常數(shù)．如圖3，根據(jù)I-U圖中的實(shí)線，估算該燈泡正常工作時(shí)燈絲的溫度約為

 

⁰C．
⑥若I-U圖中的虛線Ⅰ或Ⅱ表示小燈泡真實(shí)的伏安特性曲線，與實(shí)線相比，虛線

 

（填Ⅰ或Ⅱ）才是其真實(shí)的伏安特性曲線．

Answer 1

分析：①該實(shí)驗(yàn)采用了滑動(dòng)變阻器的分壓接法和電流表的外接法，由此可正確連接實(shí)物圖；
②開始實(shí)驗(yàn)之前，要使滑動(dòng)變阻器的輸出電壓為零，根據(jù)電路圖可知滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于a端；
③電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源的兩極連接的電路中無(wú)斷路；電流表指針幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路中電阻很大，可能是斷路了；
④由圖象求出小燈泡在電壓為2.0V時(shí)的電流值，根據(jù)P=UI可以求出燈泡的實(shí)際功率大��；
⑤歐姆表的讀數(shù)為指針示數(shù)乘以檔位，由此可以求出待測(cè)電阻數(shù)值，將此時(shí)溫度和電阻值代入公式R=k（203+t）可以求k，然后根據(jù)圖求出燈泡正常工作的電阻阻值，代入公式可知此時(shí)的溫度大�。�
⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致測(cè)量的燈泡的電流值偏大，即相同電壓情況下，燈泡實(shí)際電流比測(cè)量值偏小，因此II是真實(shí)的伏安特性曲線．

解答：解：①該實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)節(jié)，因此滑動(dòng)變阻器要采用分壓接法，由于燈泡電阻很小，因此電流表要采用外接法，由此可正確連接實(shí)物圖如下所示：

②開始實(shí)驗(yàn)之前，要使滑動(dòng)變阻器的輸出電壓為零，根據(jù)電路圖可知滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于a端．
故答案為：a．
③電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源的兩極連接的電路中無(wú)斷路；電流表指針幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路中電阻很大，可能是斷路了，故出現(xiàn)這種情況的可能性是小燈泡斷路．
故答案為：小燈泡斷路．
④根據(jù)燈泡的I-U圖象可知，當(dāng)燈泡的電壓為2V時(shí)，燈泡的電流為0.19A，因此此時(shí)燈泡的時(shí)間功率為：
P=UI=2.0V×0.19A=0.38W．
故答案為：0.38W．
⑤多用電表歐姆檔“×1”檔，因此歐姆讀數(shù)結(jié)果為：R=1.5×1Ω=1.5Ω，此時(shí)溫度為t=27°代入公式：
R=k（203+t）             ①
得k的大小為：
k=

3

460

                      ②
燈泡正常工作的電壓為3V，根據(jù)根據(jù)燈泡的I-U圖象可知此時(shí)燈泡的電流為0.23A，此時(shí)燈泡的電阻為：
R=

U

I

=

3

0.23

Ω         ③
聯(lián)立①②③解得：t=1797°
故答案為：1797．
⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致測(cè)量的燈泡的電流值偏大，即相同電壓情況下，燈泡實(shí)際電流比測(cè)量值偏小，因此II是真實(shí)的伏安特性曲線．
故答案為：Ⅱ．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了描繪小燈泡伏安特性圖線實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理圖、數(shù)據(jù)處理等操作，尤其是結(jié)合圖線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的能力是考查的重點(diǎn)，在平時(shí)中要加強(qiáng)訓(xùn)練．