Question

物理興趣小組的同學(xué)們從實驗室中找到一只小燈泡，上邊標(biāo)稱功率值為0．75W，額定電壓值已模糊不清。他們想測定其額定電壓值，于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約2Ω，然后根據(jù)公式計算出該燈泡的額定電壓U ==V =1．23V。他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確，于是，再利用下面可供選擇的實驗器材設(shè)計了一個電路進(jìn)行測量。當(dāng)電壓達(dá)到1．23V時，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很弱，繼續(xù)緩慢地增加電壓，當(dāng)達(dá)到2．70V時，發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮，立即斷開開關(guān)，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。

       A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）

       B．A₁電流表（量程150mA，內(nèi)阻約2Ω）

       C．電流表 A₂（量程500mA，內(nèi)阻約0．6Ω）

       D．滑線變阻器R₁（0－20Ω）

       E．滑線變阻器R₂（0－50Ω）

       F．電源E（電動勢4．0V，內(nèi)阻不計）

       G．開關(guān)S和導(dǎo)線若干

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/v	0．20	0．60	1．00	1．40	1．80	2．20	2．70
I/mA	80	155	195	227	255	279	310

請你根據(jù)實驗要求，幫助他們完成實驗分析：

（1）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在給出的方格紙內(nèi)作出U—I圖線，并從圖線上分析該燈的額定電壓應(yīng)為________V；這一結(jié)果大于一開始的計算結(jié)果，原因是____________________________________。

（2）從表中的實驗數(shù)據(jù)可以分析，他們實驗時所選擇的最佳電路和器材應(yīng)為下面四個電路圖中的圖     ；電流表選擇       （填A(yù)₁或A₂）；滑線變阻器選擇     （填R₁或R₂）。

Answer 1

解析：作出U—I圖線，如圖所示。由圖線得，電壓等于2．5V時，電流約0．3A，其功率約為0．75W，即該燈的額定電壓為2．5V。燈泡電阻隨溫度升高而變大，故一開始的計算結(jié)果偏小。由記錄的數(shù)據(jù)可知，毫安表需選用A₂，并且需外接，在控制電路中，當(dāng)采用限流式接法時，通過表中第一組數(shù)據(jù)可以求出可變電阻R約為（4－0．2）/0．08＝47．5Ω，故選用變阻器R₂完全可以滿足要求，電路圖選（A）。若采用分壓式接法，由于燈泡的最大電阻約2．5/0．3＝8．3Ω，變阻器R₁與燈泡并聯(lián)部分的最大阻值約為16．7Ω（電動勢為4V），滑動觸頭在阻值0~16．7Ω間滑動，也可以比較方便地進(jìn)行操作，電路圖選擇（C）。

答案：（1）如圖（3分）；2．5（2分）；燈泡冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻（或答燈泡電阻隨溫度升高而變大，意思對就可以給分），（1分）；

（2）（A）（2分）；A₂（1分）；R₂（2分）；（說明：如果電路圖選（C），且滑線變阻器選R₁的，可以得4分；電路圖選（C），但滑線變阻器選R₂的，只能得2分）