Question

12．在“描繪小燈泡的U-I曲線”實驗申，使用的小燈泡上標有“3V 0.6W“的字樣，其他可供選擇的器材有：
A．電壓表V₁（量程0～6V，內(nèi)阻20kΩ）　　　　　　　
B．電壓表V₂（量程0～20V，內(nèi)阻60kΩ）
C．電流表A₁（量程0～3A，內(nèi)阻0.2Ω）　　　　　　　　
D．電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～1000Ω，允許通過的最大電流為0.1A）　　　　　
F．滑動變阻器R₂（0～20Ω，允許通過的最大電流為2A）
G．學(xué)生電源E（6～8V）　　　　　　　　　　　　　　　 　　
H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干

（1）在虛線方框中畫出實驗電路圖，并注明所選器材的符號．

U/（V）	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/（A）	0.050	0.100	0.150	0.172	0.190	0.205	0.215

（2）某同學(xué)測量結(jié)果如表所示，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙坐標系中畫出小燈泡的U-I曲線．
（3）用上述兩只小燈泡a、b組成圖丙所示的電路．已知電源的電動勢為3V、內(nèi)阻不計，則燈泡a、b消耗的總功率P=0.52 W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．根據(jù)題目要求確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實驗電路圖．
（2）由表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應(yīng)的U-I圖象；
（3）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和U-I圖象進行分析，求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡實際消耗的功率．

解答 解：（1）本實驗中要求電流從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時因燈泡內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法；因燈泡額定電壓為3V，故電壓表應(yīng)選擇V₁；因燈泡電流最大值約為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.6}{3}$=0.2A，故電流表應(yīng)選擇A₂；為了便于控制調(diào)節(jié)，滑動變阻器選擇小電阻R₂；
故原理圖如圖甲所示；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應(yīng)U-I圖象；如圖乙所示；
（3）兩電阻串聯(lián)接入電路，因電源內(nèi)阻不計，故兩燈電壓均為1.5V，由圖可知，電流為0.175A，故總功率P=EI=3×0.175≈0.52W；
故答案為：（1）如圖甲所示；（2）如圖乙所示；（3）0.52．

點評 本題考查了測量燈泡伏安特性曲線的實驗器材的選擇、作實驗電路圖、求燈泡實際功率等，要注意明確當電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，同時燈泡內(nèi)阻一般較小，故多采用電流表外接法．