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“3.0V,1.8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值

◎ 题目

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10 Ω.
(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10 Ω、20 Ω和50 Ω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.

◎ 答案

(1)如图所示 (2)10 (3)电池

(4)图线不应画为直线;横坐标的标度选择不合适.

◎ 解析

(1)从P-U2图象上描出的点可知,小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大,故滑动变阻器采用分压电路.根据P=IU知,通过小灯泡的最大电流I==0.6 A,故电流表选0~0.6 A的量程.实物电路如答案中图所示.
(2)由小灯泡规格可知,小灯泡允许通过的最大电流为0.6 A,故要求接入R1后,电路中的总电流要不小于0.6 A,根据I=得总电阻R=Ω=20 Ω,故R1应选10 Ω的定值电阻.
(3)为了实验仪器的安全,防止电源短路及误将电源与其他电路接通,所以断开开关后,先拆除电池两端的导线,再拆除其他导线.
(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。

◎ 知识点

    专家分析,试题“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“3.0V,1.8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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