Question

为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P=UI得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”，电源为12 V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω.

（1）准备使用的实物电路如图甲所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置.（用笔画线代替导线）

（2）现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻，电路中的电阻R₁应选_______Ω的定值电阻。

（3）测量结束后，应先断开开关，拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。

（4）小明处理数据后将P、U²描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图乙所示。请指出图象中不恰当的地方.

 

Answer 1

【答案】

（1）如图所示 （2）10 （3）电池 （4）图线不应画为直线；横坐标的标度不恰当

【解析】（1）从滑动变阻器的最大阻值为10Ω及电功率P和电压U的关系图线知：滑动变阻器在电路里调节范围大，故滑动变阻器必须采取分压式，由于电流表测量流过灯泡的电流，由可推知，电流表应选量程0-0.6A，连接电路图如上图所示。

（2）电源为12V，而小灯泡的额定电压为3V，且滑动变阻器的电阻只10Ω，故需串联一合适的电阻来分担电压。小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”，可求出灯泡的电阻,设串联的电阻阻值为当滑动触头P移到最右端时：灯泡两端的电压最大，流过灯泡的电流最大，此时流过灯泡的电流即可，且，可解得,若取太大，电路里的电流则太小，取较合适；

（3）为了电路的安全，首先要断电，故应拆除电池两端的导线。

（4）本试验中为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，而电功率P和电压U²图 线的斜率代表电阻的倒数，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大，而小灯泡在电压较低时，温度随电压的变化比较明显，图线弯曲的变化趋势正反映了这一变化，这 也是本实验要研究的规律，若采用直线，则有悖于这一规律，当然不合实际；从图像看：图像的横向只占据了方格纸近一半，说明横坐标的标度选取的不恰当。

【考点定位】 伏安法测小灯泡电功率P和电压U。具体涉及电路的设计、电路图的连接、器材的选取、电路的安全及实验数据的处理等方面。难度：较大。