Question

18．為探究小燈泡的電功率 P 和電壓 U 的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓 U 和電流 I，利用 P=UI 得到電功率． 實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V 1.8W”，電源為 12V 的電池，滑動變阻器的最大阻值為 10Ω．
（1）準備使用的實物電路如圖1所示．其中 R₀為定值電阻，以防止調(diào)節(jié)滑動變阻器時小燈泡 兩端電壓過大．請將滑動變阻器接入電路的正確位置． （用筆畫線代替導(dǎo)線）

（2）現(xiàn)有 _R1=10Ω、R₂=20Ω和 R₃=50Ω三只定值電阻，電路中的電阻 R₀ 應(yīng)選R₁．
（3）小明處理數(shù)據(jù)后將 P、U₂描點在坐標紙上，并作出了一條直線，如圖2所示．請指出圖象中不恰當?shù)牡胤剑孩賵D線不應(yīng)畫直線，應(yīng)用平滑的曲線連接；②橫坐標標度太大．

Answer 1

分析 （1）測定小燈泡伏安特性曲線實驗要求電流從零調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，據(jù)此連接實物電路圖；
（2）做電學(xué)實驗為保護電流表，需要串聯(lián)一個保護電阻，保護電阻的值應(yīng)根據(jù)歐姆定律算出；畫圖象時若各點不在一條直線上時，應(yīng)用平滑的曲線連接．

解答 解：（1）測量小燈泡在（0-3.0V）范圍內(nèi)的多組U、I值，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實物電路圖如圖所示：

 （2）當變阻器的輸出電壓最大時，通過小燈泡的電流為額定電流I_變=$\frac{1.8}{3}$A=0.6A，根據(jù)歐姆定律通過變阻器的電流為I=0.3A，
所以通過電源的電流為I′=I+I_變=0.6+0.3=0.9A，
根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有E=U+I′（r+R₀），
解得R₀+r=$\frac{12-3}{0.9}$=10Ω，所以保護電阻應(yīng)選10Ω的R₁定值電阻；
（3）小明處理數(shù)據(jù)后將P、U²描點在圖2坐標紙上，并作出了一條直線，不正確，應(yīng)用平滑的曲線將各點連接；同時橫坐標標度太大，導(dǎo)致圖象橫向太��；
故圖象中不恰當?shù)牡胤接孝賵D線不應(yīng)畫直線，應(yīng)用平滑的曲線連接；②橫坐標標度太大．
故答案為：（1）如圖所示；（2）R₁；（3）①圖線不應(yīng)畫直線，應(yīng)用平滑的曲線連接；②橫坐標標度太大

點評 本實驗實質(zhì)上就是測量燈泡的伏安特性曲線實驗；注意在測定小燈泡的伏安特性曲線實驗變阻器應(yīng)用分壓式接法，選擇保護電阻時應(yīng)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中的最小電阻，然后再選擇．