Question

有一只小燈泡上標有“12V 6W”的字樣，現在要用伏安法測量這只燈炮的U-I圖線．現有下列器材供選用：
A．電壓表（0～6V，內阻約10kΩ）
B．電壓表（0～15V，內阻約為25kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內阻約2Ω）
D．電流表（0～0.6A，內阻約1Ω）
E．滑動變阻器（10Ω，3A）
F．電源（電動勢為15V，內阻較�。�
G．開關、導線
（1）實驗中所用電壓表應選

 

，電流表應選用

 

（用序號字母表示）
（2）為使實驗誤差盡量減小，并要求從零開始多取幾組數據，請在虛線框內畫出滿足實驗要求的電路圖．
（3）某同學通過實驗得到的數據畫出了該小燈泡的U-I圖線（如圖所示），則當燈泡兩端電壓為9.0V時，小燈泡的電阻是

 

Ω，電功率是

 

W．
（4）如果將此小燈泡與一個阻值R=20Ω的電阻串聯，并與電動勢為10V，內阻不計的電源串成一個回路，則電阻R所消耗的電功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）電表選擇本著安全和準確兩個原則進行，安全性即不能燒壞電表，準確性要求指針偏轉角度大些，即要求在其量程的三分之二左右偏轉；
（2）由實驗原理可知，該實驗要求安培表外接，滑動變阻器分壓接法，由此可得實驗原理圖；
（3）根據圖象，得出燈泡兩端電壓為9.0V時的電流值，可以求出其電阻和功率大��；
（4）根據串聯電路特點，結合燈炮的U-I圖線，求出此時燈泡兩端的電壓和電流值，即可正確解答．

解答：解：（1）電表選擇本著安全和準確兩個原則進行，安全性即不能燒壞電表，準確性要求指針偏轉角度大些，即要求在其量程的三分之二左右偏轉，該題中燈泡兩端的額定電壓為12V，因此電壓表選B，額定電流為0.5A，因此電流表選擇D．
故答案為：B，D．
（2）該實驗要求從零開始多取幾組數據，因此滑動變阻器采用分壓接法，燈泡電阻較小，因此安培表外接，故原理圖如下所示：

（3）當燈泡兩端電壓為9.0V時，由小燈泡的U-I圖線可知，此時電流為：I=0.45A；
因此小燈泡的電阻為：R=

U

2

=20Ω；
小燈泡的實際消耗功率：P=UI=9.0V×0.45A=4.05W
故答案為：20Ω，4.05W．
（4）由圖可知當電流為I=0.32A時，燈泡電壓大約為3.6V，此時電阻電壓為：20×0.32=6.4V，此時燈泡和電阻兩端電壓正好為10V，這說明燈泡工作的電壓為3.6V，電流為0.32A，因此電阻消耗的功率為：P=6.4×0.32A=2.05W．
故答案為：2.05．

點評：儀器選擇、電路設計、連接實物圖是電學實驗經�？疾榈闹攸c知識，從U-I圖象可以得出的信息：知道一定電壓下的通過燈泡的電流，然后根據電學基礎知識進行求解，對于這部分知識主要在平時加強訓練．