Question

5．某小組做了一次”探究小燈泡額定電壓”的實(shí)驗(yàn)．小燈泡上僅可讀出標(biāo)稱功率0.55 W，別的數(shù)據(jù)完全模糊． 小組同學(xué)們先做了以下兩項(xiàng)工作：
 I．用多用表的歐姆擋測(cè)燈絲的電阻，測(cè)出值約為2Ω．
Ⅱ．依椐U=$\sqrt{PR}$，估算出小燈泡的額定電壓約1.0V．
 接著，他們利用下列器材，參考課本中描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．實(shí)驗(yàn)器材如下：
 A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
 B．電流表A₁（量程150 mA，內(nèi)阻約2Ω）
 C．電流表A₂（量程500 mA，內(nèi)阻約0.6Ω）
 D．滑動(dòng)變阻器R₁（0〜20Ω）
 E．滑動(dòng)變阻器R₂（0〜lOOΩ）
F．電源E（電動(dòng)勢(shì)4.0 V，內(nèi)阻不計(jì)）
 G．開關(guān)S一個(gè)、導(dǎo)線若干條
 H．待測(cè)燈泡L（額定功率0.55W，額定電壓未知）
 請(qǐng)你參與該小組的探究，共同完成下列步驟：
 （1）在圖示電路中，電流表應(yīng)選A₂（選填“A₁”或“A₂”）；滑動(dòng)變阻應(yīng)選R₁（
填“R₁”或“R₂”）．
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，該同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加，當(dāng)電壓達(dá)到1.0V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗，當(dāng)達(dá)到2.20V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮，便立即斷開開關(guān)，并將所測(cè)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20
1/mA	80	155	195	227	255	279

請(qǐng)你根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出燈泡的U-I圖線．
（3）由圖象得出該燈泡的額定電壓約為2.0V（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）；這一結(jié)果大于1.0V，其原因是燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定功率和電壓值可明確電流表的選擇；根據(jù)電路接法可明確滑動(dòng)變阻器的選擇；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可求得燈泡的伏安特性曲線；
（3）根據(jù)圖象可找出UI的乘積為0.55W的點(diǎn)，則可明確對(duì)應(yīng)的電壓值；再根據(jù)燈泡電阻的性質(zhì)可明確誤差原因．

解答 解：（1）燈泡額定功率為0.55W，冷態(tài)時(shí)電壓約為1V，則正常工作時(shí)一定大小1V；由P=UI可知，電流小于但接近0.55A；故電流表應(yīng)選擇A₂；
由于采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，故滑動(dòng)變阻器選擇小電阻R₁；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示；

（3）由圖可知功率為0.55W時(shí)，電壓約為2.0V；電壓大于1.0V，是因?yàn)槔鋺B(tài)時(shí)燈泡電阻較小，則由功率公式計(jì)算出的電壓偏小；
故答案為；（1）A₂； R₁； （2）如圖所示；（3）2.0； 燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻

點(diǎn)評(píng) 本題考查燈泡的伏安特性曲線的描繪實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)中儀表的選擇方法，注意描點(diǎn)法作圖的方法，并會(huì)分析實(shí)驗(yàn)誤差．