Question

3．利用如圖甲所示的電路可以測量小燈泡的 UI曲線．實驗中測得小燈泡兩端的電壓與通過它的電流的數據如下表所示：

U/V	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

現備有下列器材：
A．直流電源（電動勢約為 5V，內阻可忽略不計）
B．直流電流表（量程0～3A，內阻約為0.1Ω）
C．直流電流表（量程0～600mA，內阻約為5Ω）
D．直流電壓表（量程0～5V，內阻約為10kΩ）
E．直流電壓表（量程0～15V，內阻約為15kΩ）
F．滑動變阻器（最大阻值 10Ω，允許通過的最大電流 2A）
回答下列問題：
（1）根據圖甲所示的電路圖及表中數據判斷，電流表應使用C，電壓表應使用D．（填相應的字母序號）

（2）請根據表格中給出的數據，在圖乙中描繪出該小燈泡的UI曲線．
（3）根據圖乙所作出的小燈泡的UI曲線，可判斷下列圖象（丁）中正確的是B（圖中P為小燈泡的功率，I為通過小燈泡的電流）
（4）某同學將兩個完全相同的這種小燈泡并聯接到如圖丙所示的電路中，其中電源電動勢E=3V，內阻 r=3Ω，則此時每個小燈泡的實際功率為0.36W．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據圖示圖象求出通過燈泡的最大電流與燈泡兩端的最大電壓，然后選擇電流表與電壓表；
（2）根據描點法可得出對應的圖象；
（3）根據電功率公式分析答題；
（4）在燈泡U-I圖象中作出電源的U-I圖象，求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡的實際功率．

解答 解：（1）由圖示燈泡U-I圖象可知，通過燈泡的最大電流約為0.2A，則電流表選擇C，燈泡兩端最大電壓為3V，則電壓表應選擇D；
（2）根據描點法可得出對應的圖象；
（3）由P=I²R可知，在I²-P圖象中圖象上某點與原點連線的斜率為電阻的倒數，燈泡電阻R又隨I的增大而增大，燈泡電阻的倒數隨I的增大而減小，則I²-P圖象的斜率隨P的增大而減小，故B正確；
（4）設通過燈泡的電流為I，燈泡兩端電壓為U，根據圖丁所示電路圖，由閉合電路歐姆定律可得：E=U+2Ir，則：U=E-2Ir，即：U=3-6I，在燈泡U-I圖象坐標系內作出：U=3-6I的圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓：U=1.8V，通過燈泡的電流：I=0.2A，每個燈泡的實際功率：P=UI=1.8×0.2=0.36W；
故答案為：（1）C；D；（2）如圖所示；（3）B；（4）0.36

點評 本題考查了實驗器材的選擇、圖象分析、求燈泡的實際功率，掌握應用圖象法處理實驗數據的方法是正確解題的關鍵．