Question

某探究小组要描绘一个标有“4V  1W”的小灯泡的R—U曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A.电压表V（量程5V，内阻约为5kΩ）

B.直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）

C.电流表A₁（量程150mA，内阻约为2Ω）

D.电流表A₂（量程300mA，内阻约为1Ω）

E.滑动变阻器R₁（阻值0～10Ω）

F.滑动变阻器R₂（阻值0～200Ω）

(1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小且方便调节，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用_______（填写仪器符号）。请在虚线框中画出该实验的电路图_____。

(2)根据实验数据，计算并描绘出了R—U图象，如下图所示。由图象可知，当所加电压为3.0V时，小灯泡实际消耗的电功率为_______W（计算结果保留位有效数字）。

(3)小灯泡的P—U图象及I—U图象如下图甲、乙所小.则小灯泡的电功率P随电压U变化的曲线是____________；小灯泡的伏安特性曲线是_______。（填“a”“b”“c”或“d”）

Answer

A2 R1 0.75 b c

【解析】

(1)[1]待测小灯泡为“4V 1W”，故其颁定电流

=0.25A=250mA

故电流表只能选择A2

[2]要描绘小灯泡RL的R—U曲线，电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作滑动变阻器应选R1

[3]灯泡正常发光时的电阻

电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示

(2)[4]当电压为3V时，由题图可知小灯泡的电阻为12Ω，故此时小灯泡消耗的实际功率

(3)[5]灯泡电功率，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，由小灯泡的R－U图像可知，U变大，I变大，而P=IU，因此P－U图像的斜率应随电压的增大而增大，故b正确；

[6]由小灯泡的R－U图象可知随电压的增大灯泡的电阻增大，故逐渐减小，故I－U图像的斜率随电压的増大而减小，故c正确