Question

4．使用如圖1所示的器材測定小燈泡在不同電壓下的電功率．已知小燈泡標有“2.5V，3W”的字樣，電源電壓為6V，電流表有0.6A（內阻約10Ω）、3A（內阻約0.1Ω）兩個量程；電壓表有3V（內阻6000Ω）、15V（內阻10000Ω） 兩個量程，滑動變阻器有兩個規(guī)格，R₁標有“5Ω，2A”，R₂標有“100Ω，20mA”．各電表的量程如圖中所示，測量時要求小燈泡兩端的電壓從零開始，并能測量多組數(shù)據(jù)．
（1）電壓表應選用3V量程，電流表應選用3A量程，滑動變阻器應選用R₁；
（2）將實驗電路圖2畫在方框中；
（3）把圖1中實物連成完整的實驗電路．
（4）開始時，滑動變阻器的滑動觸頭應該移到最左端（左或右）；
（5）在圖3中作出小燈泡的電功率P與它兩端的電壓平方（U²）的關系曲線，在坐標系P-U²中定性作出實驗的大致圖象

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)功率公式求解電流，并選擇電流表；
（2）要求從零開始，則應采用分壓接法，同時考慮燈泡內阻與電流表內阻的關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系，從而由數(shù)學知識可以得出正確的圖象．

解答 解：（1）因燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表應選擇3V量程；
燈泡中電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3}{2.5}$=1.2A，故電流表應選擇3A量程；
因本實驗中要求多測幾組數(shù)據(jù)，故應采用滑動變阻器分壓接法，故應采用小電阻R₁；
（2）滑動變阻器采用分壓接法，因燈泡電阻較小，故采用電流表外接法；原理圖如圖所示；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖；
（4）由圖可知，測量電路與滑動變阻器左側并聯(lián)，故開始滑動變阻器滑片應滑到左側；
（5）因燈泡電阻隨溫度的升高而增大，則由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，圖象應隨電壓平方的增大而增大；
故答案為：（1）3V，3A     R₁
（2）（3）如圖；
（4）左；
（5）如圖所示．

點評 本題考查測量燈泡的伏安特性曲線的實驗，要注意明確燈泡電阻較小，故應采用電流表外接法，同時因需要多測幾組數(shù)據(jù)，故應采用滑動變阻器分壓法．