3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,额定功率为0.5 W,此外还有以下器材可供选择:
A.直流电源3 V(内阻不计)
B.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω)
C.直流电流表0~3 A(内阻约为0.1 Ω)
D.直流电压表0~3 V(内阻约为3 kΩ)
E.滑动变阻器100 Ω,0.5 A
F.滑动变阻器10 Ω,2 A
G.导线和开关
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________。(均填写仪器前的字母)
(2)在如图所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路的其他部分,要求滑片P向b端滑动时,灯泡变亮)。
(3)根据实验数据,画出的小灯泡I U图线如图所示。由此可知,当电压为0.5 V时,小灯泡的灯丝电阻是________Ω。
(4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的二次方U2变化的图象,在图中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
【答案】: (1)B F (2)图见解析 (3)5.0 (4)甲、丙
【解析】: (1)灯泡的额定电流I==200 mA,
故电流表选择B。因本实验要求电压从零开始变化,故用分压接法,故滑动变阻器选择小电阻F。
(2)根据实验要求可知,滑动变阻器采用分压接法,并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联;电流表采用外接法,电路图如图所示。
(3)由画出的伏安特性曲线可知,U=0.5 V时,电流I=0.10 A,则对应的电阻R==5.0 Ω。
(4)由P=可知,P与U为二次函数关系,图象开口向上,故甲正确。P与U2在R不变时为正比例关系,由于随电压的增大而减小,故丙图正确。