Question

4．某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)探究中，要描繪一個(gè)標(biāo)有“3.8V，1W”的小燈泡的R-U曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下器材可供選擇：
A．電壓表 V（量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ）
B．直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）
C．電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為1Ω）
D．電流表A₂（量程800mA，內(nèi)阻約為0.4Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～20Ω）
（1）實(shí)驗(yàn)中為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量且方便調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用A₁（選填A(yù)₁或A₂）；
（2）實(shí)驗(yàn)中要求小燈泡電壓從零開(kāi)始逐漸增大到額定電壓，測(cè)量誤差盡可能小．請(qǐng)你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，畫(huà)在圖1的虛線方框中；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)小組計(jì)算并描繪出了R-U的圖象，與理想情況略有偏差，如圖2所示．由圖象可知，當(dāng)所加電壓為2.00V時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的電功率為0.44 W（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）
（4）小燈泡的I-U圖象如圖3所示．則流過(guò)小燈泡的電流I隨電壓U變化的圖象是①（請(qǐng)選填①或②）．
（5）若小伙伴改用用多用表測(cè)量小燈泡的電阻，選用“×10”倍率的電阻檔測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，因此需選擇倍率的電阻檔×1（填“×1”或“×100”），并再進(jìn)行測(cè)量，多用表的示數(shù)如圖4所示，測(cè)量結(jié)果為13Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡規(guī)格求出額定電流來(lái)選擇電流表量程；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)可知變阻器應(yīng)用分壓式接法；由于小燈泡電阻較小可知電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是“分壓外接”．
（3）根據(jù)R-U圖象讀出電壓為3V時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻，然后即可求出功率．
（4）根據(jù)燈泡電阻的變化規(guī)律可明確對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線；
（5）當(dāng)歐姆表的指針指在中值電阻附近時(shí)讀數(shù)較準(zhǔn)，若指針偏角過(guò)大，說(shuō)明電阻值較小，應(yīng)選倍率小的歐姆檔，注意每次選檔后都必須重新調(diào)零．

解答 解：（1）根據(jù)小燈泡規(guī)格“3.8V，1W”可知，額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1}{3.8}$=0.26A=260mA，
所以電流表應(yīng)選A₁；
（2）由于實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，由于小燈泡電阻較小可知電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是“分壓外接”．
電路圖如圖：
（3）由圖象可知，當(dāng)所加電壓為2.00V時(shí)，R=9.1Ω，
燈泡實(shí)際消耗的電功率為：P=$\frac{{2}^{2}}{9.1}$=0.44W
（4）由乙圖可知隨電壓的增大導(dǎo)體的電阻增大，故$\frac{U}{I}$越大，故I-U圖象的斜率隨電壓的增大而減小，
則流過(guò)小燈泡的電流I隨電壓U變化的圖象是 ①．
（5）選用“×10”倍率的電阻檔測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，應(yīng)選取×1倍率的電阻檔；由圖可知，指針?biāo)�指�?3，故測(cè)量結(jié)果為R=13×1Ω=13Ω；
故答案為：（1）A₁；（2）如圖所示；（3）0.44；（4）①；（5）×1；13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器、電流表的接法及電表量程的選擇和滑動(dòng)變阻器的選擇，電路圖的設(shè)計(jì)，圖象信息的獲取等基本能力，要求能準(zhǔn)確掌握?qǐng)D象的意義，并能做到正確應(yīng)用．