Question

（1）游標為20分度（測量值可準確到0.05mm）的卡尺示數如圖1所示，兩側腳間狹縫的寬度為

 

mm．用激光照射該狹縫，在屏上出現衍射條紋．如果減小狹縫的寬度，衍射條紋的寬度將變

 

．

（2）某同學用圖2所示電路，測繪標稱“3.8V，0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象．
①除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇：
電流表：A₁（量程100mA，內阻約2Ω）；A₂（量程0.6A，內阻約0.3Ω）；
電壓表：V₁（量程5V，內阻約5kΩ）；V₂（量程15V，內阻約15kΩ）；
滑動變阻器：R₁（阻值范圍0～10Ω）；R₂（阻值范圍0～2kΩ）；
電源：E₁（電動勢為1.5V，內阻約為0.2Ω）；E₂（電動勢為4V，內阻約為0.04Ω）；
為了調節方便，測量準確，試驗中應選用電流表

 

，電壓表

 

．滑動變阻器

 

，電源

 

；（填器材的符號）
②根據試驗數據，計算并描繪處R-U的圖象如圖3所示，由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為

 

Ω；當所加電壓為3.00V時，燈絲電阻為

 

Ω，燈泡實際消耗的電功率為

 

W．
③根據R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關系．符合該關系的示意圖是下列圖中的

 

．

Answer 1

分析：游標卡尺的讀數是主尺的讀數+游標尺的讀數；測繪小燈泡的電阻隨電壓變化的關系圖象需要將燈泡兩端的電壓從0開始連續可調一直提高到額定電壓故滑動變阻器只能采用分壓接法，而分壓接法滑動變阻器的總阻值越小越便于調節；電流表、電壓表的讀數最佳位置至少大于滿量程的

1

3

，電源的電動勢要大于用電器的額定電壓；燈泡是純電阻，故P=

U2

R

；而根據部分電路的歐姆定律可知I=

U

R

，故R-U圖象的斜率的倒數為電流I．

解答：解：（1）由于游標尺的0刻度線僅僅讓主尺的0刻度線露出，故主尺的讀數為0，由于游標分度為20分度，即每一個小格代表

1

20

mm，而游標尺的第三條刻度線與主尺的刻度線對齊，故游標尺的讀數為

1

20

mm×3=0.15mm，故測量的數值為0.15mm；
根據衍射條紋寬度公式△x=

L

d

λ可知如果狹縫的寬度d減小，則條紋間距△x增大，即衍射條紋變寬．
（2）①要測繪小燈泡的電阻隨電壓變化的關系圖象需要將燈泡兩端的電壓從0開始連續可調一直提高到額定電壓3.8v，而電壓表的讀數最佳位置至少大于滿量程的

1

3

，而3.8v不足15的

1

3

，只能選擇量程為5v的電壓表，故選v₁．
小燈泡的額定電流I=0.3A，大于A₁的最大量程，故只能選量程為0.6A的電流表A₂；
由于小燈泡兩端的電壓需要從0開始連續可調一直提高到額定電壓3.8v，故滑動變阻器只能采用分壓接法，而分壓接法滑動變阻器的總阻值越小越便于調節，故滑動變阻器選R₁，；
由于小燈泡的額定電壓為3.8v，故電源只能采用電動勢為4V的E₂；
②當燈泡不工作時，燈泡兩端的電壓為0，由圖可知燈泡的電阻為1.5Ω；當燈泡兩端的電壓為3.0V時，燈泡的電阻為11.5Ω，根據P=

U2

R

可知此時燈泡實際消耗的功率為P=

3．02

11.5

=

9

11.5

=0.78W．
③根據部分電路的歐姆定律可知I=

U

R

，故圖3的斜率的倒數為電流I，而由圖3可知斜率越來越小，故電流隨電壓的增大而增大，故燈泡的功率P=UI隨電壓U的增大而增大，而I=

P

U

，即電壓越大斜率越大，故A正確．
故選A．   
故本題的答案為：（1）0.15　　寬
（2）①A₂　　V₁　　R₁　　　E₂
②1.5　　11.5　　0.78
③A

點評：本題考查了游標卡尺的讀數，電壓表、電流表，電源量程的選擇，滑動變阻器的接法與選擇，功率的計算，圖象的讀取，難度較大，要多加訓練．