Question

11．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，要測量一個(gè)標(biāo)有“3V　1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過它的電流，現(xiàn)有如下器材：
A．直流電源3V（內(nèi)阻可不計(jì)）
B．直流電流表0～3A（內(nèi)阻約0.1Ω）
C．直流電流表0～600mA（內(nèi)阻約0.5Ω）
D．直流電壓表0～3V（內(nèi)阻約3kΩ）
E．直流電壓表0～15V（內(nèi)阻約200kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）
G．滑動(dòng)變阻器（1kΩ，300mA）

（1）除開關(guān)、導(dǎo)線外，為完成實(shí)驗(yàn)，需要從上述器材中選用ACDF（用字母）．
（2）某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h連接的電路如圖1所示，電路中所有元器件都是完好的，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后若分別出現(xiàn)下列現(xiàn)象：
①發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則可判斷斷路的導(dǎo)線是d；
②若電壓表示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線是h．
③若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線是g．
（3）表中的各組數(shù)據(jù)是該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得的，該同學(xué)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出了該燈泡的伏安特性曲線．
若將該燈泡與一個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中電源兩端，則可以估算出該燈泡的實(shí)際功率為0.18W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

U/V	I/A
0	0
0.5	0.17
1.0	0.30
1.5	0.39
2.0	0.45
2.5	0.49

Answer 1

分析 （1）描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流或電壓從零調(diào)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，電流表與電壓表量程要根據(jù)小燈泡的銘牌來確定；
（2）要畫出電路圖，再通過電路圖判斷故障所在；
（3）將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，作出電源的伏安特性曲線，兩圖象的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知燈泡的電壓和電流，由P=UI可求得燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中必需的儀器為電源A；根據(jù)小燈泡銘牌知額定電壓為3V，額定電流I由I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，故電源應(yīng)選C，電流表應(yīng)選C，電壓表應(yīng)選D，又描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式，應(yīng)選阻值小的變阻器F．
（2）①根據(jù)電路圖電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則判斷斷路的導(dǎo)線為 d；
②若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為 h；
③若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為g．
（3）將10Ω的定值電阻等效為電源內(nèi)阻，在對(duì)應(yīng)的燈泡伏安特性曲線中作出等效電源的伏安特性曲線，如圖所示；如圖所示，由圖象可讀出小燈泡兩端電壓為0.75V，電流為0.24A；由P=UI得P=0.24×0.75=0.18W．
故答案為（1）ACDF
（2）d、h、g
（3）0.18

點(diǎn)評(píng) 本題考查小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接由歐姆定律求解；應(yīng)掌握利用圖象進(jìn)行分析的基本方法．