Question

5．某同學(xué)采用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)電路來(lái)描繪額定電壓為12V的小燈泡伏安特性曲線．

（1）將圖（b）的實(shí)物圖連接完整．
（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片從a向b滑動(dòng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表原來(lái)幾乎沒(méi)有示數(shù)，直到接近b端時(shí)示數(shù)急劇增大．經(jīng)檢查所有電路連線及儀器都完好，則可能原因是：滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)大于燈泡電阻
（3）若描繪出的伏安特性曲線如圖（c）所示，則燈泡的額定功率為6.6W．（保留兩位有效數(shù)字）
（4）若將兩盞這樣的燈泡與電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻4Ω的電源申聯(lián)，則燈泡的實(shí)際功率為2.0W．《保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律以及滑動(dòng)變阻器的作用進(jìn)行分析，從而明確故障原因；
（3）根據(jù)圖象可找出對(duì)應(yīng)的電壓和電流，由功率公式可求得額定功率；
（4）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可明確對(duì)應(yīng)的電流和電壓的表達(dá)式，作出對(duì)應(yīng)的圖象，根據(jù)圖象明確燈泡的實(shí)際電流和電壓，由功率公式可求得實(shí)際功率．

解答 解：（1）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，由圖可知，電流最大值為0.6A，故電流表量程選擇0.6A；如圖所示；

（2）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器電壓，剛開(kāi)始滑動(dòng)觸頭P由A端向B端逐漸滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)幾乎不變，說(shuō)明隨著電阻的變小，滑動(dòng)變阻器的電阻占整個(gè)電路電阻的比例變化不大，直到當(dāng)滑動(dòng)觸頭P滑至臨近B端時(shí)，電壓表的示數(shù)急劇變化，說(shuō)明滑線變阻器的總電阻太大，
所以原因是：滑動(dòng)變阻器阻值太大，有效使用的部分短；
（3）由圖可知，當(dāng)電壓為12V時(shí)，電流為0.55A；故功率為：P=UI=12×0.55=6.6W；
（4）將兩盞這樣的燈泡與電源串聯(lián)，則燈泡的電流為I，則有：2U=E-Ir； U=$\frac{E}{2}-2r$=6-2r；作出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，二者之間的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，則由圖可知，燈泡的電壓為5V，電流為0.4A，則功率為：P=UI=5×0.4=2.0W；


故答案為：（1）如圖；（2）滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)大于燈泡電阻；（3）6.6；（4）2.0

點(diǎn)評(píng) 描繪小燈泡的伏安特性曲線是高中階段電學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)，是近幾年各地高考題目的出題熱點(diǎn)，本題突出了對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、儀器選擇及U-I圖象處理等多方面內(nèi)容的考查，要重點(diǎn)明確伏安特性曲線的掌握和應(yīng)用方法．