Question

19．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的規(guī)格為“3.8V   0.3A”，除了開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外，還有如下器材：
電壓表V：量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ
電流表A₁：量程0～500mA，內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A₂：量程0～100mA，內(nèi)阻約4Ω
滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω，額定電流2.0A
滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值100Ω，額定電流1.0A
直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約6V，內(nèi)阻約0.5Ω
（1）上述器材中，實(shí)驗(yàn)所選的電流表和滑動(dòng)變阻器分別為A₁、R₁．（填器材符號(hào)）
（2）某同學(xué)已連接如圖甲所示的電路，在閉合開(kāi)關(guān)前，檢查發(fā)現(xiàn)有一處不當(dāng)之處，請(qǐng)指出并說(shuō)明如何改正．開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)觸頭應(yīng)在左端．

（3）不當(dāng)之處改正后，在電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為c（用圖中給出的導(dǎo)線符號(hào)表示）．
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了小燈泡的I-U圖線如圖乙，當(dāng)小燈泡上所加的電壓為額定電壓的$\frac{1}{2}$時(shí)，小燈泡實(shí)際消耗的功率將大于（填“大于”、“等于”、“小于”）額定功率的$\frac{1}{4}$．
（5）如果把該小燈泡直接接在電動(dòng)勢(shì)是4V、內(nèi)阻是8Ω的電源上組成閉合回路，則通過(guò)小燈泡的實(shí)際消耗的功率為0.45W．

Answer 1

分析 根據(jù)小燈泡的額定電流大小來(lái)選擇電流表的量程；根據(jù)電路中要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇全電阻小的變阻器，因?yàn)槿�電阻越小線性就越好，越便于電流的調(diào)節(jié)．看清電路的連接情況，可以分別采用假設(shè)法，選擇符合要求的即可．
在表示小燈泡的I-U圖象中畫(huà)出表示電源的I-U圖象，讀出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即可．

解答 解：（1）根據(jù)小燈泡規(guī)格“3.8V，0.3A”可知，電流表應(yīng)選A₁；
由于測(cè)定小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，因?yàn)樽柚敌〉淖冏杵鞅阌谡{(diào)節(jié)，所以應(yīng)選擇變阻器R₁；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)使測(cè)量電路兩端的電壓為零，故滑片不應(yīng)在B處，而應(yīng)滑到A處，極最左端；
（3）由實(shí)物圖可知，只有導(dǎo)線c斷路，因?yàn)閏斷路后，變阻器變?yōu)橄蘖魇浇臃�，所以電流表與電壓表均不能調(diào)為零．
（4）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，電壓減小為一半時(shí)，小燈泡的溫度低，電阻小，故其電功大于額定功率的$\frac{1}{4}$；
（5）電動(dòng)勢(shì)是4V、內(nèi)阻是8Ω的電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：U=E-Ir=4-8I，即I=$\frac{1}{2}-\frac{1}{8}U$；
在小燈泡的I-U圖象中畫(huà)出表示電源的I-U圖線，如圖所示：
讀出工作電壓約為1.8V，工作電流約為0.25A，故電功率為：P=UI=1.8×0.25=0.45W；
故答案為：（1）A₁、R₁；（2）開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)觸頭應(yīng)在左端；（3）c；（4）大于；（5）0.45．

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：1．要根據(jù)小燈泡的額定電流或額定電壓來(lái)選擇電流表或電壓表的量程．
2．以下幾種情況滑動(dòng)變阻器必須采用分壓式接法：①要求電流從零調(diào)或要求電路中電流調(diào)節(jié)范圍足夠大；②變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻；③若變阻器采用限流式接法求出電路中的最小電流扔大于電流表的量程．注意采用分壓式接法時(shí)，應(yīng)選擇全電阻小的變阻器，以便于調(diào)節(jié)．
3．注意表示電源的I-U圖象與表示導(dǎo)體電阻的I-U圖象的區(qū)別．