Question

有一個(gè)標(biāo)有“12V、24W”的燈泡，為了測(cè)定它在不同電壓下的實(shí)際功率和額定電壓下的功率，需測(cè)定燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材：
A．直流電源15V（內(nèi)阻可不計(jì)）
B．直流電流表0～0.6A～3A（內(nèi)阻0.5Ω、0.1Ω）
C．直流電流表0～300mA（內(nèi)阻約5Ω）
D．直流電壓表0～3V～15V（內(nèi)阻約3kΩ、15kΩ）
E．直流電壓表0～25V（內(nèi)阻約200kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器10Ω、5A
G．滑動(dòng)變阻器1kΩ、3A
（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已放置開關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡，為了完成實(shí)驗(yàn)需要從上述器材中再選用

ABDF

（用序號(hào)字母表示）．
（2）在相應(yīng)方框內(nèi)畫出最合理的實(shí)驗(yàn)原理圖．
（3）若測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖11所示，由 這條曲線可得出：正常發(fā)光條件下，燈絲消耗的電功率是

23.2W

；如果燈絲電阻與（t+273）的大小成正比，其中t為燈絲攝氏溫度值，室溫t=27℃，則正常發(fā)光時(shí)燈絲的溫度是

1587

℃．

Answer 1

分析：（1）要描述小燈泡的伏安特性曲線，需要電流表測(cè)量電流、電壓表測(cè)量電壓、滑動(dòng)變阻器改變電壓、電源提供電壓，從安全、精確、操作方便的角度分析；
（2）小燈泡電阻較小，采用安培表外接法；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；
（3）由曲線找出在額定狀態(tài)下燈泡電阻，由功率公式可求得燈實(shí)際消耗的功率；
室溫27攝氏度下電阻絲電阻等于不加電壓時(shí)電阻，然后根據(jù)題意列式求解．

解答：解：（1）由題意可知，為了完成實(shí)驗(yàn)電源為必選；因燈泡的額定電壓為12V，故為了安全準(zhǔn)確電壓表應(yīng)選D中15V的量程；而燈泡中的額定電流為：I=

P

U

=

24

12

=2A；故電流表應(yīng)選B中3A的量程；而由題意可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器選小電阻，故選F；故選ABDF；
（2）由題意可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用分壓接法；由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡內(nèi)阻，故電流表采用外接法，故電路如圖所示；

（3）由圖可知，當(dāng)電壓為12V時(shí)，電阻為6.2Ω，故功率P=

U2

R

=

122

6.2

=23.2W；
根據(jù)題意，燈絲電阻與（t+273）的大小成正比，故R=k（t+273）；
由圖象，室溫下電阻絲不加電壓時(shí)電阻，為1Ω，故k=

1

300

；
正常發(fā)光時(shí)電阻為：R_L=

U2

P

=

122

24

=6Ω；
故：t=

RL

k

-273=

6

1 300

-273=1527°C；
故答案為：（1）ABDF；
（2）如圖所示；
（3）23.2W；1587．

點(diǎn)評(píng)：本題雖然是求功率，但事實(shí)是測(cè)量燈泡的伏安特性曲線，注意本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，同時(shí)電流表一般采用外接法．