Question

13．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，需測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“3V，1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流．現(xiàn)有如下器材：
直流電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω）
電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω）電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約200kΩ）滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流300mA）

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選擇A₂（選填“A₁”或“A₂”），電壓表應(yīng)選擇V₁（選填“V₁”或“V₂”），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁（選填“R₁”或“R₂”）．
（2）某同學(xué)用導(dǎo)線a、c、d、e、f、g和h連接成如圖1的電路，請(qǐng)?jiān)趫D2方框中完成實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（3）該同學(xué)連接電路后檢查所有元器件都完好，經(jīng)檢查各部分接觸良好．但閉合開關(guān)后，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表和電流表示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為h．
（4）如圖3是某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制的小燈泡伏安特性曲線．若該燈泡與一個(gè)6歐的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中提供的電壓上，請(qǐng)估算小燈泡的實(shí)際功率P=0.31W（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓及功率可得出通過燈泡的電流，則可選擇電流表；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的接法及滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用可選出滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理可選了正確的滑動(dòng)變阻器及電流表的接法；
（3）根據(jù)電路中的現(xiàn)象，利用電路原理可知哪個(gè)地方發(fā)生了斷路；
（4）作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則由P=UI可求得燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由P=UI可知，I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，為了安全和準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選擇A₂；因?yàn)闊襞莸念~定電壓為3V，則電壓表選擇V₁．
因本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的R₁；
（2）因測(cè)量小燈泡的伏安特性曲實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法；原理圖如下；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，電壓表和電流表示數(shù)不能調(diào)為零，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器采用了限流接法，由電路圖可知，導(dǎo)線h斷了．
（4）定值電阻與電源組成等效電源，在燈泡I-U圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出等效電源的I-U圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為U=0.9V，通過燈泡的電流為0.34A，燈泡實(shí)際功率為：P=UI=0.9×0.34=0.31W；
故答案為：（1）A₂ V₁ R₁ 
（2）如圖所示；
（3）h；
（4）0.31．

點(diǎn)評(píng) 描繪小燈泡的伏安持性曲線實(shí)驗(yàn)中要注意實(shí)驗(yàn)中的原理及接法；要求學(xué)生熟練應(yīng)用分壓接法；并能正確應(yīng)用圖象分析實(shí)際問題．