Question

（1）有一個(gè)標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣的小燈泡，現(xiàn)要測(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)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(guān)系曲線．有下列器材可供選擇：A．電壓表V（0～3V，內(nèi)阻R_V=3kΩ）B．電流表G（0～500μA，內(nèi)阻R_G=600Ω）
C．電阻箱R₁（0～99.99Ω）D．滑動(dòng)變阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑動(dòng)變阻器R₄（1kΩ，0.5A）F．電源（直流4V，內(nèi)阻不計(jì)）

①為保證實(shí)驗(yàn)安全、準(zhǔn)確、操作方便，應(yīng)選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線外，還需要

ACD

（均用器材對(duì)應(yīng)的字母填寫）；
②根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，完成圖甲的連線；
③根據(jù)你的設(shè)計(jì)，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(dá)式

U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）

（均用字母表示）．表達(dá)式中除U、I_G以外，其他符號(hào)的意義是

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

．
（2）有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度．用它測(cè)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(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動(dòng)變阻器要選擇小電阻；
（2）要求電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則應(yīng)采用分壓接法；同時(shí)考慮燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的大小關(guān)系可以確定電流表的接法；
（3）根據(jù)串并聯(lián)知識(shí)和功率P=UI求解小燈泡功率．
2、游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．主尺讀數(shù)時(shí)看游標(biāo)的0刻度線超過(guò)主尺哪一個(gè)示數(shù)，該示數(shù)為主尺讀數(shù)，看游標(biāo)的第幾根刻度與主尺刻度對(duì)齊，乘以游標(biāo)的分度值，即為游標(biāo)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(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動(dòng)變阻器要選擇小電阻，即D．
②要求電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)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(guò)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(dá)式P=UI=U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

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

點(diǎn)評(píng)：1、本題為探究型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)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(yīng)注意把握．
2、解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．