Question

（1）有一個標有“2.5V 0.3A”字樣的小燈泡，現(xiàn)要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率，并作出其電功率P與其兩端電壓的平方U²的關系曲線．有下列器材可供選擇：A．電壓表V（0～3V，內阻R_V=3kΩ）B．電流表G（0～500μA，內阻R_G=600Ω）
C．電阻箱R₁（0～99.99Ω）D．滑動變阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑動變阻器R₄（1kΩ，0.5A）F．電源（直流4V，內阻不計）

①為保證實驗安全、準確、操作方便，應選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關、導線外，還需要

ACD

（均用器材對應的字母填寫）；
②根據(jù)你設計的實驗電路，完成圖甲的連線；
③根據(jù)你的設計，若從儀表盤上讀得的數(shù)據(jù)分別為U、I_G，則小燈泡在該條件下的功率表達式

U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）

（均用字母表示）．表達式中除U、I_G以外，其他符號的意義是

R_V是電壓表V的內阻，R_G是電流表G內阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．

．
（2）有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖1所示的讀數(shù)是

13.55

mm．

Answer 1

分析：1、（1）已知燈泡的額定電壓，則可選擇電壓表，由于電流表的量程很小，所以采用電阻箱R₁與電流表并聯(lián)增大量程，
現(xiàn)要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率，所以滑動變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動變阻器要選擇小電阻；
（2）要求電壓從零開始連續(xù)調節(jié)，則應采用分壓接法；同時考慮燈泡內阻與電流表內阻的大小關系可以確定電流表的接法；
（3）根據(jù)串并聯(lián)知識和功率P=UI求解小燈泡功率．
2、游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．主尺讀數(shù)時看游標的0刻度線超過主尺哪一個示數(shù)，該示數(shù)為主尺讀數(shù)，看游標的第幾根刻度與主尺刻度對齊，乘以游標的分度值，即為游標讀數(shù)．

解答：解：（1）①燈泡的額定電壓是3V，所以選擇0-3V電壓表，即A．
電流表G量程很小，所以選擇電阻箱R₁與電流G表并聯(lián)增大量程，即C．
現(xiàn)要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率，所以滑動變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動變阻器要選擇小電阻，即D．
②要求電壓從零開始連續(xù)調節(jié)，則滑動變阻器應采用分壓接法；小燈泡電阻較小，故采用安培表外接法；
電路如圖所示：

③從儀表盤上讀得的數(shù)據(jù)分別為U、I_G，則小燈泡兩端的電壓是U，
通過小燈泡的電流I=（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
小燈泡在該條件下的功率表達式P=UI=U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
R_V是電壓表V的內阻，R_G是電流表G內阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．
（2）主尺讀數(shù)為13mm，游標讀數(shù)為0.05×11=0.55mm，所以最終讀數(shù)為13.55mm．
故答案為：（1）①ACD ②如圖； ③U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

），R_V是電壓表V的內阻，R_G是電流表G內阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．（2）13.55

點評：1、本題為探究型實驗，應注意電流表量程很小，可以采用電阻箱與電流表并聯(lián)增大量程，此類題目近幾年出現(xiàn)幾率逐漸增加，應注意把握．
2、解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．