Question

11．某同學(xué)要測繪標(biāo)有“3.8V，1.14W”的小燈泡的燈絲電流I隨其兩端電壓U變化的圖象，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：
電流表：A₁（量程200mA，內(nèi)阻約2Ω）；A₂（量程0.4A，內(nèi)阻約0.3Ω）；
電壓表：V（量程4V，內(nèi)阻約5kΩ）；
滑動變阻器：R₁（阻值范圍0～10Ω）；R₂（阻值范圍0～2kΩ）；
電源：E（電動勢為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω）．

（1）為了操作方便并盡可能減小測量誤差，在實驗中，應(yīng)選用電流表A₂，滑動變阻器R₁（填器材的符號）．
（2）實驗電路應(yīng)采用圖1中的C；
（3）該同學(xué)閉合電鍵后通過改變滑片的位置描繪出了小燈泡的I-U圖線，如圖2所示．已知經(jīng)過圖線的B點做出切線恰經(jīng)過坐標(biāo)為（0，0.15）的點，試根據(jù)學(xué)過的電學(xué)知識結(jié)合圖線，求出小燈泡在工作點B時的電阻值10Ω，此時燈泡的實際功率是0.63W；（保留2位有效數(shù)字）
（4）無論是利用圖1中的A還是B測量不同電壓下小燈泡的電阻，都存在系統(tǒng)誤差．關(guān)于該實驗的系統(tǒng)誤差，下列說法正確的是A
A．電流表分壓導(dǎo)致測量的電阻偏大　　　　B．電流表分壓導(dǎo)致測量的電阻偏小
C．電壓表分流導(dǎo)致測量的電阻偏大　　　　D．電壓表分流導(dǎo)致測量的電阻偏�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，為方便實驗操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后選擇實驗電路圖．
（3）根根據(jù)燈泡兩端電壓與電流應(yīng)用歐姆定律求出燈泡阻值，應(yīng)用P=UI求出燈泡消耗的功率．
（4）根據(jù)電路圖應(yīng)用歐姆定律分析，明確誤差來源．

解答 解：（1）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓為3.8V，額定功率為1.14W，燈泡額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.14}{3.8}$=0.3A，則電流表選擇A₂，描繪燈泡I-U圖象，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，為方便實驗操作滑動變阻器應(yīng)選擇R₁．
（2）描繪燈泡I-U圖象，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡正常發(fā)光時的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8}{0.3}$≈12.67Ω，電流表內(nèi)阻約為0.3Ω，電壓表內(nèi)阻約為5kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，因此實驗要選擇圖C所示電路．
（3）由圖2所示圖象可知，燈泡兩端電壓U=2.5V，通過燈泡的電流I=0.25A，此時燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5}{0.25}$=10Ω，燈泡功率：P=UI=2.5V×0.25A≈0.63W．
（4）由圖示電路圖可知，圖1中的A與B實驗電路都采用電流表內(nèi)接法，由于電流表的分壓作用，所測電壓偏大，由歐姆定律可知，所測燈泡電阻測量值大于真實值，故選A．
故答案為：（1）A₂，R₁．（2）C；（3）10；0.63；（4）A．

點評 本題考查了實驗器材與實驗電路的選擇、連接實物電路圖、求燈泡電阻與燈泡實際功率、實驗誤差分析、實驗數(shù)據(jù)處理等問題；要掌握實驗器材的選擇原則，根據(jù)實驗?zāi)康呐c實驗器材確定滑動變阻器與電流表的接法是正確選擇實驗電路、連接實物電路圖的關(guān)鍵，當(dāng)電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法．