Question

【題目】在描繪標(biāo)有“4V，2W”的小燈泡L的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：

電流表A1：量程3.0A，內(nèi)阻約為0.1Ω；

電流表A2：量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω；

電壓表V：量程1.0V，內(nèi)阻RV=3.0kΩ；

定值電阻R0：阻值12Ω；

定值電阻R1：阻值2.0kΩ；

定值電阻R2：阻值12.0kΩ

滑動(dòng)變阻器R：阻值范圍0～10Ω，；

學(xué)生電源E：電動(dòng)勢(shì)6.0V，內(nèi)阻不計(jì)；

開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干．

（1）在方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號(hào)______________；

（2）小明同學(xué)按照（1）中設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢查實(shí)驗(yàn)電路連接是否正確，然后閉合開(kāi)關(guān)，左右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)電電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在不斷開(kāi)電路的情況下，為檢查電路故障，使用多用電表________________（選填“歐姆×10”、“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”）檔，將多用電表的紅、黑表筆與實(shí)驗(yàn)電路中的電流表“﹢”、“﹣”連接柱接觸，再次左右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)多用電表指針明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路故障是________________________。

（3）該同學(xué)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到電壓表的讀數(shù)U和電流表讀數(shù)I，并在坐標(biāo)紙上畫(huà)出I-U圖線如圖所示，現(xiàn)用電源E串聯(lián)定值電阻R0對(duì)該小燈泡供電，則該小燈泡消耗的功率為________W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 （1）如圖所示 （2）直流電壓10V； 電流表斷路； （3）0.48W（0.46W~0.50W）

【解析】（1）電流表選擇A2；所給的電壓表的量程過(guò)小，可用其與定值電阻R2=12.0kΩ的電阻串聯(lián)，相當(dāng)于一個(gè)量程為5V的電壓表；小燈泡的內(nèi)阻 ，電壓表（包括R2）的電阻遠(yuǎn)大于Rx，可采用安培表外接；滑動(dòng)變阻器用分壓式，則電路如圖；

（2）為了保護(hù)電表，萬(wàn)用表應(yīng)該選擇直流電壓10V進(jìn)行檢測(cè)；將多用電表的紅、黑表筆與實(shí)驗(yàn)電路中的電流表“﹢”、“﹣”連接柱接觸，再次左右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)多用電表指針明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路故障是電流表斷路；

（3）因電壓表的讀數(shù)只是燈泡兩端電壓的，則此I-U圖線為燈泡的I-U燈圖像；將電源電動(dòng)勢(shì)E=6V與定值電阻R0（阻值12Ω）串聯(lián)對(duì)小燈泡供電，則燈泡兩端電壓：U=E-IR，即U=6-12I，則U燈=1.2-2.4I；將此函數(shù)關(guān)系畫(huà)在燈泡的U-I線上如圖；

由圖可知兩圖像的交點(diǎn)：I=0.40A；U燈=0.23V，則P=IU燈=0.46W