Question

為描繪小燈泡L（2.5V，1.0W）的伏安特性曲線，小張同學(xué)根據(jù)如下可供選擇的器材設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路（電路還沒(méi)有完全接好）．
A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）B．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）C．滑動(dòng)變阻器（200Ω，0.3A）
D．滑動(dòng)變阻器（5Ω，2A）E．電池組（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻未知）F．開(kāi)關(guān)，帶夾子的導(dǎo)線若干G．待測(cè)小燈泡

（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇

 

（填“C”或“D”），請(qǐng)以筆代線將尚未連接好的電壓表連入電路中；
（2）該同學(xué)在連接最后一根導(dǎo)線的c端到直流電源正極之前，請(qǐng)指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處：
Ⅰ．

 

；Ⅱ．

 

．
改正上述2個(gè)不當(dāng)之處后，他在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，其原因是導(dǎo)線

 

（填圖1中導(dǎo)線代號(hào)）沒(méi)有連接好．
（3）該同學(xué)完善電路后，測(cè)得小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．若將該小燈泡與阻值為5.0Ω的定值電阻串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為3.0V、內(nèi)阻為6.0Ω的電源上，則該小燈泡的實(shí)際功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）連接電路時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，滑片應(yīng)置于分壓電路分壓為零的位置．滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，電壓與電流可以從零開(kāi)始變化，如果滑動(dòng)變阻器采用限流接法，電壓與電流不能從零開(kāi)始變化．
（3）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）為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值較小的D．
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R=

U2

P

=6.25Ω，即小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，接近電流表內(nèi)阻，
所以電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．

（2）由電路圖可知，在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)S不應(yīng)閉合；
滑片沒(méi)有移到分壓電路分壓為零的位置即滑片P沒(méi)有置于b端．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，滑動(dòng)變阻器被接成了限流接法，由電路圖可知，導(dǎo)線③沒(méi)有接好．
（3）電源與5.0Ω的定值電阻串聯(lián)組成等效電源，U=E-I（R+r）=3-（5+6）I=3-11I；
在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，

兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值為，U=0.65V，I=0.22A，燈泡功率P=UI=0.65V×0.22A≈0.14W．
故答案為：（1）D，如圖；
（2）Ⅰ．開(kāi)關(guān)S不應(yīng)閉合；Ⅱ．滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于b端．  ③；
（3）0.14 W．

點(diǎn)評(píng)：滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，電壓與電流可以從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器采用限流接法時(shí)，電壓與電流不能從零開(kāi)始變化．
求燈泡實(shí)際功率時(shí)，需要在U-I圖象中再畫出表示電源的U-I圖象，根據(jù)交點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)求功率．