Question

11．下面是小明完成“測量小燈泡電功率”和“測量定值電阻R₁阻值”的實驗過程：

（1）小明要測量一個額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率，圖甲是小明連接的不完整的電路，請你用筆代替導線將實物電路連接完整．（要求：滑片P向右移動時，小燈泡變暗）．
（2）閉合開關后，調節(jié)滑動變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V時，小燈泡正常發(fā)光，如果此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.75W．
（3）另一實驗小組同學，按正確方法完成實驗后，分別繪制了“定值電阻”和“小燈泡”的U-I圖象如圖丙所示，則表示“定值電阻”的I-U圖象的是甲（選填“甲”或“乙”），這樣判斷的依據(jù)是電阻一定時，電流與電壓成正比．
（4）在完成“測量小燈泡電功率”的實驗后，小明設計了全新的測量方案，決定用如圖丁所示的電路來完成“測量定值電阻R₁阻值”的實驗，R₀阻值已知，請完成下列實驗步驟．
①對照電路圖連接好電路，并將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處．
②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，讀出電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂．
③待測電阻R₁=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$．（用測量所得的物理量和已知量符號表示）
④調節(jié)滑動變阻器的滑片到另外一些位置，多次完成實驗．
⑤該實驗中小明利用滑動變阻器完成了多次測量，下列實驗也都進行了多次測量，多次測量的目的與該實驗相同的是C．
A、探究電阻一定時，電流與電壓的關系
B、測量不同電壓下，小燈泡的電功率
C、利用“倒出法”多次測量同一種液體的密度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理與題目要求連接實物電路圖．
（2）小燈泡兩端的電壓為額定電壓時小燈泡正常發(fā)光；由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡功率．
（3）定值電阻通過的電流與兩端電壓成正比；
（4）在串聯(lián)電路中，各處的電流是相同的；根據(jù)歐姆定律寫出待測電阻的關系式；多次測量的目的是為了減小誤差．

解答 解：（1）滑片P向右移動時，小燈泡變暗，則電路中的電流減小，滑動變阻器電阻變大，滑動變阻器應接A，如圖所示：
；
（2）閉合開關后，調節(jié)滑動變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V時，小燈泡正常發(fā)光，如圖乙可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）定值電阻阻值穩(wěn)定，基本不受溫度影響，所以其電壓-電流圖象是正比例函數(shù)，即甲為其圖象；而燈泡電阻受溫度影響明顯，并且隨溫度的升高而增大，所以其圖象是一條曲線，即乙為燈泡電阻圖象；
（4）②由電路圖可知，該電路為串聯(lián)電路，通過R₁的電流和通過R₀的電流是相同的，合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，讀出電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂；
③此時電路中的電流為：I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$；則待測電阻R₁的阻值為：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$．
⑤在“測量定值電阻R₁阻值”的實驗中采用多次測量的方法來求出平均值，是為了減小誤差：
A、探究電阻一定時，電流與電壓的關系，要控制電阻不變，采用的是控制變量法，故A不合題意；
B、測量不同電壓下，小燈泡的電功率是發(fā)生變化的，測量多次是為了得到普遍的規(guī)律，故B不符合題意；
C、液體的密度是不變的，利用“倒出法”多次測量同一種液體的密度，可以減小誤差，故C符合題意．
故答案為：（1）如上圖；（2）2.5；0.75；（3）甲；電阻一定時，電流與電壓成正比；（4）②讀出電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂；③$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}}$；⑤C．

點評 本題考查了連接實物圖、求燈泡功率，對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．