Question

5．要描繪一個標有“3V　0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作．乙選用的器材有：
A．電池組：電動勢為4.5V，內阻約1Ω
B．直流電流表：量程0～300mA，內阻為5Ω
C．直流電流表：量程0～3A，內阻為0.1Ω
D．直流電壓表：量程0～15V，內阻為15kΩ
E．直流電壓表：量程0～3V，內阻為6kΩ
F．滑動變阻器：最大阻值20Ω，額定電流1A
G．滑動變阻器：最大阻值1 500Ω，額定電流0.2A
電鍵一個、導線若干．
（1）以上器材中應電流表選用B（填選項代號），電壓表選用E（填選項代號），滑動變阻器選用F（填選項代號）；
（2）實驗的電路圖應選用下列的圖1的B（填字母代號），并用筆畫線代替導線連接實物圖2；
（3）實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖3所示．如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V、內阻為5Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率約為0.1W．（保留1位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據燈泡額定電流選擇電流表，根據燈泡額定電壓選擇電壓表，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據題意確定滑動變阻器接法，根據燈泡電阻與電表內阻關系確定電流表接法，然后連接成相應的實物電路圖．
（3）在燈泡U-I圖象中作出電源的U-I圖象，根據圖象求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答 解：（1）燈泡額定電流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.6}{3}$=0.2A，電流表應選擇B，燈泡額定電壓為3V，電壓表應選擇E，電壓從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應選F；
（2）燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，滑動變阻器應采用分壓接法，燈泡電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{0.2}$=15Ω，電流表內阻約為5Ω，電壓表內阻約為6kΩ，電壓表內阻遠大于燈泡電阻，電流表應采用外接法，實驗電路圖應選擇圖B所示電路圖，根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（3）在燈泡I-U圖象中作出電源的I-U圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，通過燈泡的電流為0.1A，燈泡兩端的電壓為1.0V，
則燈泡的功率為：P=UI=1×0.1=0.1W；
故答案為：（1）B；E；F；（2）B；電路圖如圖所示；（3）0.1．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、實驗電路選擇、求燈泡功率，當電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法；要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法．