Question

20．（1）為描繪某一額定電壓為3V的小燈泡的U-I曲線，先用多用電表的歐姆檔粗測其電阻，讀數情況如圖（1），則小燈泡的電阻R₁=6Ω，若接著再用該表測量一阻值約2kΩ的電阻的阻值，則選擇開關應該置于×100倍率檔位，換擋后，在測電阻之前，應該先將紅黑表筆接觸進行歐姆調零．
（2）實驗時，已有已知滿足要求的電流表，但無合適的電壓表，為了把已知偏電流I_g=3mA，內阻R_g=100Ω的表頭改裝成量程為3V的電壓表，需串聯(lián)一個阻值R=900Ω的電阻；
（3）現將改裝后的電壓表接入如圖（2）的電路進行實驗，得到如表的數據，請在圖（3）所給的坐標系中描繪出小燈泡的伏安特性曲線；

U/V	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

（4）若將該燈泡直接接到電動勢E=2V，內阻r=10Ω的電源兩端，根據前面提供的信息，可以求得該燈泡實際消耗的功率為P=0.091W．

Answer 1

分析 換檔后要電路變化了要重新進行歐姆調零．再測量讀數，讀數要乘以倍率．用描點法作出圖象．
把電流計改裝成電壓表需要串聯(lián)一個分壓電阻，由串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出串聯(lián)電阻阻值．
由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接由閉合電路歐姆定律求電流；根據小燈泡的伏安特性曲線，求出燈泡的電壓、電流根據P=UI可以求出燈泡的實際功率．

解答 解：（1）用多用電表的歐姆檔測某一額定電壓為3V的小燈泡的電阻，讀數情況如圖2，則小燈泡的電阻R_L=6.0Ω；
接著再用該電表測量阻值約2kΩ的電阻的阻值，則選擇開關應該置于×100倍率檔位；換檔后，在測電阻之前，應該先進行歐姆調零．
（2）把電流計改裝成電壓表需要串聯(lián)一個分壓電阻，
分壓電阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{0.003}$-100=900Ω；
（3）將表中數據描點后用平滑的曲線連接即可，圖象如圖所示：

（4）畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點對應的電壓和電流即為此時小燈泡的實際電壓與電流，根據P=UI即可求得實際功率；
根據閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=2-10I，畫出U-I圖象如圖所示，
交點對應的電壓與電流即為小燈泡此時的實際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為0.7V，電流I=O.13A，
所以實際功率為：P=UI=0.7×0.13W=0.091W
故答案為：（1）6、×100、將紅黑表筆接觸進行歐姆調零
（2）900
（3）如圖；
（4）0.091

點評 學會多用電表的使用，能根據實驗數據用描點法作圖．本題的難點在于球燈泡的時間功率，因為燈泡的電流隨電壓的變化而變化，只能通過作圖法解決．