Question

9．某學(xué)習(xí)小組研究一小燈泡在不同電壓下的電功率大小．實驗器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接．

①根據(jù)本實驗原理，在答題紙相應(yīng)的位置作出電路圖；
②實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右滑動過程中，電流表的示數(shù)從零開始這漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成余下導(dǎo)線的連接；
③某次測量，電流表指計偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為0.44A；
④該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所某示，某同學(xué)將該小燈泡與電動勢E=3V、內(nèi)阻r=lΩ的電源、阻值R=4Ω的定值電阻R₀組成閉合回路．報椐圖丙所示曲線并結(jié)合閉合電路歐姆定律分析，此時該小燈泡的電功率約為0.44W （保留兩位有效數(shù)字）；
⑤實驗室有最大阻值為5Ω的滑動變阻器R₁最大阻值為17kΩ的動變阻器R₂，在如何選出滑動變阻器這個問題
上，某同學(xué)認(rèn)為滑動變阻器采用分壓接法時，小燈泡兩端電壓變化范圍在零到電源電動勢之間變化（忽略電源內(nèi)阻及電表內(nèi)阻的影響）．所以選抒R₁或R₂都可以比較方便地獲取多組數(shù)據(jù)，進而得到比較理想的小燈泡的伏安特性曲線，試簡要分折該同學(xué)的觀點足否正確．

Answer 1

分析 ①實驗需要測出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，根據(jù)實驗原理作出電路圖；
②根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，然后連接實物電路圖；
③根據(jù)電流表量程與圖示表盤確定其分度值，然后根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)；
④在坐標(biāo)系內(nèi)作出等效電源的U-I圖象，然后根據(jù)圖象求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后應(yīng)用電功率公式求出燈泡電功率；
⑤為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．

解答 解：①測燈泡在不同電壓表的功率，需要測出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，燈泡兩端電壓應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示：

②滑動變阻器的滑片從左到右滑動過程中，電流表的示數(shù)從零開始這漸增大，滑動變阻器采用分壓接法且與滑動變阻器左半部分并聯(lián)，實物電路圖如圖所示：

③由圖示電路圖可知，電流表量程為0.6A，由圖示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.44A；
④把定值電阻與電源整體看做電源，等效電源電動勢：E=3V，內(nèi)阻：r′=1+4=5Ω，在燈泡U-I圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出等效電源的U-I圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓：U=1.3V，通過燈泡的電流：I=0.34A，燈泡功率：P=UI=1.3×0.34≈0.44W；
⑤該同學(xué)的觀點不正確，滑動變阻器采用分壓接法，雖然兩電阻都可以實現(xiàn)電壓從零開始變化，但電阻R₂的最大阻值太大，不方便實驗操作，不能使用滑動變阻器R₂，為方便實驗操作應(yīng)選擇滑動變阻器R₁．
故答案為：①如圖所示；②如圖所示；③0.44；④0.44；⑤該同學(xué)說法不正確．

點評 本題考查了設(shè)計實驗電路圖、連接實物電路圖、電流表讀數(shù)、求燈泡示數(shù)功率、實驗器材選擇等問題；對電流表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后根據(jù)指針位置讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直；要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．