Question

19．某同學(xué)描繪一個標(biāo)有“3V 0.25A”小燈泡的伏安特性曲線．他已選用的器材有：
電池組（電動勢為 4.5V，內(nèi)阻約 1Ω）
電流表（量程為 0～250mA，內(nèi)阻約 5Ω）
電壓表（量程為 0～3V，內(nèi)阻約 3kΩ）
電鍵一個、導(dǎo)線若干．
（1）實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選擇下面兩種中的①（填數(shù)字代號）．
①滑動變阻器（最大阻值 20Ω，額定電流 1A）
②滑動變阻器（最大阻值 1750Ω，額定電流 0.3A）
（2）圖1中他已經(jīng)連接了一部分電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連線補(bǔ)充完整．
（3）為了得到伏安特性曲線，他以電壓表的讀數(shù) U 為橫軸，以電流表的讀數(shù) I 為縱軸，將實驗中得到的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行了描點，如圖2所示，請你幫他完成 I-U 圖象．

（4）由實驗得到的伏安特性曲線可以看出小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大（增大、減小、不變）．
（5）該小燈泡的在額定電壓下的電阻是13Ω（保留兩位有效數(shù)字），如果用萬用表測 該小燈泡的電阻其值小于（大于、等于、小于）該值．
（6）如果將此小燈泡連入如圖3所示電路，其中電源電動勢為 3V，電源內(nèi)阻r=1Ω 與保護(hù)電阻R₀=4Ω．開關(guān) S 閉合后，小燈 泡的實際功率是0.390W（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路的接法可以選擇滑動變阻器；
（2）根據(jù)原理圖，明確電路接法即可連接實物圖；
（3）由描點法即可得出對應(yīng)的I-U圖象；
（4）由圖象的斜率可以明確電阻的變化情況；
（5）根據(jù)定律即可求出對應(yīng)的額定狀態(tài)下的電阻，同時明確燈泡電阻隨溫度的升高而增大；
（6）由已知條件得出電源及保護(hù)電阻的歐姆定律表達(dá)式，作出對應(yīng)的圖象，則可得出燈泡中的實際電流．

解答 解：（1）由圖可知，本實驗采用分壓接法，故滑動變阻器應(yīng)選用小電阻；故選：①
（2）根據(jù)原理圖，將實物圖連接，如圖1
（3）用平滑曲線將各點連接得出對應(yīng)的伏安特性曲線，如圖2所示；
（4）由圖可知，圖象的斜率越來越�。欢�在I-U圖象中，圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)；故說明電阻在隨溫度的增大而增大；
（5）由圖可知，額定狀態(tài)時電壓為3V，電流為0.24A，由歐姆定律可得，電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{0.24}$=13Ω；如果用萬有表測量電阻時，燈泡與電路斷開，測量的為冷態(tài)電阻，所以測量值偏��；
（6）將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，則可知，電源相當(dāng)于電動勢為3V，內(nèi)阻為5Ω；作出等效電源的伏安特性曲線，如圖所示，兩圖的交點即表示電源的工作點，則由圖可知，燈泡電壓為：U=1.95V，電流為：I=0.20A，故功率為：P=UI=1.95×0.20=0.390W；
故答案為：（1）①；（2）如圖1；（3）如圖2；（4）增大；（5）13，小于；（6）0.390

點評 本題考查了實驗電路設(shè)計，根據(jù)題目要求確定滑動變阻器的接法、根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法是正確解題的關(guān)鍵．要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．