Question

3．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，需測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“3V，1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流．現(xiàn)有如下器材：
直流電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）
電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω）
電流表A₂ （量程0.6A，內(nèi)阻約5Ω）
電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約200kΩ）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0-10Ω，額定電流1A）
滑動(dòng)變阻器R₂ （阻值0-1kΩ，額定電流0.3A）
①該實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選擇A₂（填“A₁”或“A₂”），電壓表應(yīng)選擇V₁（填“V₁”或“V₂”），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁（填“R₁”或“R₂”）．
②某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h連接成如圖甲所示的電路，請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中完成實(shí)驗(yàn)的電路圖．

③表是學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的6組數(shù)據(jù)，某同學(xué)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上已畫出了5個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，請(qǐng)你畫出第4組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并作出該小燈泡的伏安特性曲線．

	U（V）	I（A）
1	0	0
2	0.5	0.17
3	1.0	0.30
4	1.5	0.39
5	2.0	0.45
6	2.5	0.49

④若將該燈泡與一個(gè)6.0Ω的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中提供的電源兩端，請(qǐng)估算該小燈泡的實(shí)際功率P=0.34W（保留兩位有效數(shù)字）．（若需作圖，可直接畫在第③小題圖中）

Answer 1

分析 ①根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，根據(jù)燈泡額定功率選擇電壓表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
②根據(jù)圖甲所示實(shí)物電路圖，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各電路元件的連接方式作出電路圖．
③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)坐標(biāo)系中各點(diǎn)作出圖象．
④電源與定值電阻整體組成一個(gè)等效電源，在圖象中作出電源的I-U圖象，由圖象找出電路電流與燈泡電壓，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答 解：①燈泡額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5W}{3V}$=0.5A，電流表選A₂（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω），
燈泡額定電壓為3V，電壓表選V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），
為保證電路安全，方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選：R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）．
②由實(shí)物電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，
根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖，如圖1所示．
③根據(jù)第4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出I-U圖象，如圖2所示．
④電源與6.0Ω的定值電阻串聯(lián)組成等效電源，在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，如圖3所示
兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值為：U=1.1V，I=0.31A，
燈泡功率為：P=UI=1.1V×0.31A≈0.34W．
故答案為：①A₂，V₁，R₁；②電路圖如圖所示；③圖象如圖所示；④0.34

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，從而明確對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線不能為直線；掌握根據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)的方法．