Question

【题目】某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3．8V。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0~3．8V范围内完整的伏安特性曲线。

（1）若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图1所示的两种实验方案中，应选择 图所示电路进行实验。（选填“甲”或“乙”）

（2）若实验中只提供了量程为3V，内阻为3000Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4V的电压表V2，则应将电压表V1 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 _______Ω的定值电阻，才能实现改装的要求。

（3）小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个特性曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图3所示的关系图像，其中可能正确的是 。（选填选项下面的字母序号）

（4）某同学将该小灯泡接在一个电动势为3．0V、内阻为5．0Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡实际功率约为 W。（保留2位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）甲；（2）串联；1000；（3）AB（2分，有选错的不得分）；（4）0．36～0．42。

【解析】（1）由于实验是测量小灯泡的伏安特性曲线，电压需要从0开始测量，故供电电路需要用分压式，则甲电路是正确的；（2）原电压表的量程为3V，改装后的电压表的量程为4V，故1V的电压差需要用一个电阻串联分压来获得，该电阻的阻值为R=1000Ω；（3）根据P=可知，U2=R×P，即在U2与P的图像中，斜率为R，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U2与P的图像的斜率也是增大的，故选项A正确，C错误；又根据P=I2R可知，I2=×P，即在I2与P的图像中，其斜率为，当电阻增大时，其倒数减小，故I2与P的图像的斜率在变小，故选项B正确，D错误；（4）在灯泡的伏安特性曲线上，我们再做出电源的伏安特性直线，因为电源的伏安特性为U=－Ir+E=－I×5Ω+3V，其与灯泡的曲线的交点即为灯泡的两端电压和电流，得到U=2V，I=0．19A，故小灯泡的实际电功率为P=0．38W。