Question

16．某實(shí)驗小組描繪規(guī)格為“2.5V  0.6W”的小燈泡的I-U特性曲線，實(shí)驗室提供下列器材：
A．電流表A₁（量程為0～25mA，內(nèi)阻約2Ω）
B．電流表A₂（量程為0～300mA，內(nèi)阻約1Ω）
C．電壓表V₁（量程為0～3V，內(nèi)阻約5kΩ）
D．電壓表V₂（量程為0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
E．滑動變阻器R₁（0～10Ω，額定電流1.5A）
F．滑動變阻器R₂（0～1000Ω，額定電流0.5A）
G．直流電源（電動勢6V，內(nèi)阻忽略不計）
H．電鍵一個、導(dǎo)線若干

（1）在小燈泡接入電路前，使用多用電表直接測量小燈泡的電阻，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至D 檔進(jìn)行測量（填選項前的字母）．
A．直流電壓10V        B．直流電流5mA
C．歐姆“×100”D．歐姆“×1”
（2）實(shí)驗中所用的電流表、電壓表和滑動變阻器分別選擇B（填選項前的字母）．
A．A₁  V₁  R₂        B．A₂  V₁  R₁       C．A₂  V₂   R₂       D．A₁  V₁    R₁
（3）若采用如圖1所示的電路描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓表的右端應(yīng)與電路中的a點(diǎn)相連（選填“a”或“b”）
（4）開關(guān)閉合之前，圖1中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于c端（選填“c”、“d”或“cd中間”）
（5）測量后，該小組根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)，利用Excel擬合出小燈泡的I-U特性曲線如圖2所示．結(jié)合所畫出的I-U特性曲線，現(xiàn)將一個電動勢為3.6V，內(nèi)阻為12Ω的電源只與該小燈泡組成電路，則該小燈泡的實(shí)際功率約為0.24W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（6）該小組按實(shí)驗要求設(shè)計出正確電路圖并正確連線后，合上電鍵，慢慢增大小燈泡的電壓，發(fā)現(xiàn)剛開始時兩電表指針均偏轉(zhuǎn)，但小燈泡不發(fā)光，請簡要分析原因：電壓（電流）較小時，燈絲的溫度較低，達(dá)不到發(fā)光的溫度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡電阻分析．
（2）根據(jù)小燈泡的額定電流選擇電流表，根據(jù)小燈泡額定電壓選擇電壓表，為方便實(shí)驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（3）根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后解答．
（4）滑動變阻器采用分壓接法，閉合開關(guān)前分壓部分電路阻值應(yīng)最小，根據(jù)電路圖確定滑片的位置．
（5）作出電源的U-I圖象，找到交點(diǎn)處電壓和對應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡功率．
（6）由I-U圖象，應(yīng)用功率公式分析．

解答 解：（1）小燈泡（2.5V，0.6W），小燈泡正常發(fā)光時的電阻為：R=$\frac{{U}^{2}}{P}=\frac{2．{5}^{2}}{0.6}Ω≈10.4Ω$
測小燈泡的電阻，應(yīng)將選擇開關(guān)旋至歐姆檔，選擇歐姆×1倍率，故選：D．
（2）小燈泡額定電流為：$I=\frac{P}{U}=\frac{0.6}{2.5}A=0.24A=240mA$，電流表應(yīng)選A₂；小燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選V₁；本實(shí)驗采用滑動變阻器分壓接法，為方便實(shí)驗操作，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的R₁．故選：B．
（3）燈泡電阻為10.4Ω，電流表內(nèi)阻約1Ω，電壓表內(nèi)阻約為5kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，則電壓表的分流對實(shí)驗影響較小，故電流表應(yīng)采用外接法，由圖1所示電路圖可知，電壓表的右端應(yīng)與電路中的a點(diǎn)相連．
（4）由圖1所示電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，開關(guān)S閉合前，為了保護(hù)實(shí)驗電路，要使實(shí)驗電路部分電壓最小，故滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最左端即c端．
（5）在圖2所示坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的I-U圖象如圖所示：
由圖象可知，小燈泡兩端電壓為1.2V，通過燈泡的電流為0.2A，則燈泡實(shí)際功率P=UI=1.2×0.2=0.24W．
（6）由圖2所示圖象可知，開始時燈泡電壓與通過燈泡的電流很小，由P=UI可知燈泡實(shí)際功率很小，燈絲的溫度較低，達(dá)不到發(fā)光的溫度，所以燈泡不發(fā)光．故原因為：電壓（電流）較小時，燈絲的溫度較低，達(dá)不到發(fā)光的溫度．
故答案為：（1）D； （2）B   （3）a；  （4）c；   （5）0.24；   （6）電壓（電流）較小時，燈絲的溫度較低，達(dá)不到發(fā)光的溫度．

點(diǎn)評 本題考查了歐姆表的應(yīng)用、實(shí)驗器材的選擇、實(shí)驗注意事項、求功率等問題，當(dāng)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值時，電流表應(yīng)采用外接法；要掌握實(shí)驗器材的選擇原則．