Question

5．在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實驗中，實驗室備有下列器材供選擇：
A．待測小燈泡（3.0V、1.5W）
B．電流表（量程3A，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω）
D．電壓表（量程3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ）
E．電壓表（量程15.0V，內(nèi)阻約為50kΩ）
F．滑動變阻器（最大阻值為100Ω，額定電流50mA）
G．滑動變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流1.0A）
H．電源（電動勢為4.5V，內(nèi)阻不計）
I．電鍵及導線等

（1）為了使實驗完成的更好，電流表應選用C；電壓表應選用D；滑動變阻器應選用G．（只需填器材前面的字母即可）
（2）實驗要求能測出盡可能多組數(shù)據(jù)，如圖1是沒有連接完的實物電路．（已連接好的導線有a、b、c、d、e、f六根）．請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整
（3）正確連接電路后閉合開關，移動滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2V，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向左端滑動（選填“左”或“右”）
（4）某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I-U坐標系中，描繪出如甲所示的小燈泡的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷圖2中正確的是（圖中P為小燈泡的功率）BD．

Answer 1

分析 （1）器材的選取要安全、精確，根據(jù)小燈泡的額定電壓和額定電流選出電壓表和電流表的量程．滑動變阻器采用分壓式接法，從測量的誤差角度選出合適的滑動變阻器．
（2）研究小燈泡在不同電壓下的功率，電壓和電流需從零開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法．根據(jù)所測燈泡的內(nèi)阻，與電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻比較，確定是大電阻還是小電阻，從而確定電流表采取內(nèi)接法還是外接法．

解答 解：（1）從測量精確度考慮，小燈泡的額定電壓為3V，所以電壓表選取量程為3V的，小燈泡的額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，所以電流表選取量程為0.6A的，最大阻值為100Ω的滑動變阻器接入電路測量誤差較大，所以選取最大阻值為10Ω的滑動變阻器．故選C、D、G．
（2）由于電壓和電流需從0開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法，燈泡的電阻為：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{9}{0.6}$=15Ω，遠小于電壓表內(nèi)阻，與電流表內(nèi)阻相當，屬于小電阻，“小外偏小”，采取電流表的外接法．電流圖如下．
（3）為了讓開始時測量電路中電壓為零，故滑片開始時應滑到最左側
（4）根據(jù)I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，知電阻隨電壓的增大而增大．
P-U²圖線的斜率表示電阻倒數(shù)，電阻增大，知P與U²圖線的斜率減小，所以B正確．
P-I²圖線的斜率表示電阻的大小，電阻增大，知P與I²圖線的斜率增大．所以D正確．故選BD；
故答案為：（1）CDG；（2）如圖．（3）左；（4）BD．

點評 解決本題的關鍵掌握器材選取的原則，掌握滑動變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，以及電流表內(nèi)外接的區(qū)別．