Question

11．下面是小明完成“測(cè)量小燈泡電功率”和“測(cè)量定值電阻R₁阻值”的實(shí)驗(yàn)過程：

（1）小明要測(cè)量一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率，圖甲是小明連接的不完整的電路，請(qǐng)你用筆代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整．（要求：滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗）．
（2）閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，如果此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.75W．
（3）另一實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)，按正確方法完成實(shí)驗(yàn)后，分別繪制了“定值電阻”和“小燈泡”的U-I圖象如圖丙所示，則表示“定值電阻”的I-U圖象的是甲（選填“甲”或“乙”），這樣判斷的依據(jù)是電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．
（4）在完成“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)后，小明設(shè)計(jì)了全新的測(cè)量方案，決定用如圖丁所示的電路來完成“測(cè)量定值電阻R₁阻值”的實(shí)驗(yàn)，R₀阻值已知，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟．
①對(duì)照電路圖連接好電路，并將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大處．
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，讀出電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂．
③待測(cè)電阻R₁=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$．（用測(cè)量所得的物理量和已知量符號(hào)表示）
④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到另外一些位置，多次完成實(shí)驗(yàn)．
⑤該實(shí)驗(yàn)中小明利用滑動(dòng)變阻器完成了多次測(cè)量，下列實(shí)驗(yàn)也都進(jìn)行了多次測(cè)量，多次測(cè)量的目的與該實(shí)驗(yàn)相同的是C．
A、探究電阻一定時(shí)，電流與電壓的關(guān)系
B、測(cè)量不同電壓下，小燈泡的電功率
C、利用“倒出法”多次測(cè)量同一種液體的密度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與題目要求連接實(shí)物電路圖．
（2）小燈泡兩端的電壓為額定電壓時(shí)小燈泡正常發(fā)光；由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡功率．
（3）定值電阻通過的電流與兩端電壓成正比；
（4）在串聯(lián)電路中，各處的電流是相同的；根據(jù)歐姆定律寫出待測(cè)電阻的關(guān)系式；多次測(cè)量的目的是為了減小誤差．

解答 解：（1）滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，則電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器電阻變大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接A，如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，如圖乙可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）定值電阻阻值穩(wěn)定，基本不受溫度影響，所以其電壓-電流圖象是正比例函數(shù)，即甲為其圖象；而燈泡電阻受溫度影響明顯，并且隨溫度的升高而增大，所以其圖象是一條曲線，即乙為燈泡電阻圖象；
（4）②由電路圖可知，該電路為串聯(lián)電路，通過R₁的電流和通過R₀的電流是相同的，合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，讀出電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂；
③此時(shí)電路中的電流為：I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$；則待測(cè)電阻R₁的阻值為：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$．
⑤在“測(cè)量定值電阻R₁阻值”的實(shí)驗(yàn)中采用多次測(cè)量的方法來求出平均值，是為了減小誤差：
A、探究電阻一定時(shí)，電流與電壓的關(guān)系，要控制電阻不變，采用的是控制變量法，故A不合題意；
B、測(cè)量不同電壓下，小燈泡的電功率是發(fā)生變化的，測(cè)量多次是為了得到普遍的規(guī)律，故B不符合題意；
C、液體的密度是不變的，利用“倒出法”多次測(cè)量同一種液體的密度，可以減小誤差，故C符合題意．
故答案為：（1）如上圖；（2）2.5；0.75；（3）甲；電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；（4）②讀出電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂；③$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$；⑤C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物圖、求燈泡功率，對(duì)電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．