Question

【題目】某中學為了探究額定功率為 4W、額定電壓為 4V 的小燈泡消耗的功率與電壓的關系，準備了如下的實驗器材：

A. 電壓表 V1（0～1V，內阻 2kΩ）

B. 電壓表 V2（0～15V，內阻 15kΩ）

C. 電流表 A（0～1A，內阻約 1Ω）

D. 定值電阻 R1＝6kΩ

E. 定值電阻 R2＝16kΩ

F. 滑動變阻器 R（0～10Ω， 額定電流 2A）

G. 學生電源（直流5V，內阻不計）

H. 開關、導線若干

（1）為了減小實驗誤差，電壓表應選用____ ，定值電阻應選用 ____ （均用序號字母填寫）；

（2）在探究功率與電壓的關系時，要求電壓從零開始調節，并且多次測量，畫出滿足要求的電路圖___；

（3）根據設計的電路圖，寫出小燈泡兩端電壓 U 與電壓表讀數 UV 的關系 U＝___。若小燈泡的電功率為 P，則關系圖線可能正確的是____。

Answer 1

【答案】（或） D（或） 如圖所示：

C

【解析】

（1）由于小燈泡的額定電壓為4V，若選15V量程，則量程太大，所以應選A，但需要進行改裝為U=4V量程的電壓表；

根據歐姆定律和串并聯規律應有：U=，

解得：R=6kΩ，所以定值電阻應選D；

（2）實驗要求電壓從零調，說明變阻器應采用分壓式接法；

根據純電阻功率P=,燈泡的電阻R==4Ω，電阻遠小于電壓表內阻，所以電流表應用外接法，電路圖如圖所示：

（3）根據串聯電路特點知，燈泡電壓與電壓表示數間的關系為U=UV+U1=UV+；

整理得：

由于燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大，根據燈泡的功率,在PU2圖象中，斜率逐漸變小，所以可知，只有選項C可能是正確的；

故選：C.