Question

5．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標有“5V，2.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：
A．直流電源（電動勢約為5V，內(nèi)阻可不計）
B．直流電流表（量程0〜3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．直流電流表（量程0〜600mA，內(nèi)阻約為5Ω）
D．直流電壓表（量程0〜15V，內(nèi)阻約為15kΩ）
E．直流電壓表（量程0〜5V，內(nèi)阻約為10kΩ）
F．滑動變阻器（最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為2A）
G．滑動變阻器（最大阻值1kΩ，允許通過的最大電流為0.5A）實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù)．

（1）實驗中電流表應(yīng)選用C，電壓表應(yīng)選用E，滑動變阻器應(yīng)選用F（均用序號字母表示）．
（2）請按要求將圖1中所示的器材連成實驗電路．
（3）某同學(xué)通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如圖3所示的電路中，其中電源電動勢E=4V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=9Ω，此時燈泡的實際功率為0.34W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)（1）中分析明確實驗電路圖，從而明確對應(yīng)的實物圖；
（3）在燈泡的U-I圖象坐標系內(nèi)作出電源的U-I圖象，根據(jù)圖象求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的帶那六，然后求出燈泡實際功率．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為5V，因此電壓表選擇大于等于5V的即可，故選E；而燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2.5}{0.5}$=0.5A；故電流表應(yīng)選擇C；因本實驗采用分壓接法，滑動變阻器應(yīng)選小電阻；故滑動變阻器選擇F；
（2）本實驗要求多測幾組數(shù)據(jù)，故采用分壓接法；同時因電流表內(nèi)阻與燈泡內(nèi)阻接近，故電流表選用外接法；實物圖如下圖所示；
（3）將定值電阻等效電源內(nèi)阻，作出等效電源的伏安特性曲線如圖所示；與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點，由圖可知，此時燈泡的電壓為1.0V；電流為0.34A；則燈泡的功率P=UI=1×0.34W=0.34W；
故答案為：（1）C；E；F；（2）如圖所示；（3）0.34．

點評 本題注意定值電阻的存在改變了電路中的電流；同時注意作伏安特性曲線時應(yīng)根據(jù)特殊點作圖，如0.4A的位置．根據(jù)實驗中給出的燈泡的額定值可以確定電流表及電壓表；由實驗要求可以確定接法，進而可以確定滑動變阻器；在坐標系中作出電源的伏安特性曲線，則兩線的交點為燈泡的工作點，即可求出實際功率．