Question

18．有一個(gè)額定電壓為2.0V，額定功率約為0.6W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I-U圖線，有下列器材選用：
A．電壓表（0-3V，內(nèi)阻6kΩ）；
B．電壓表（0-15V，內(nèi)阻30kΩ）；
C．電流表（0-3A，內(nèi)阻0.1Ω）；
D．電流表（0-0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）；
E．滑動(dòng)變阻器R₁（10Ω，2A）；
F．滑動(dòng)變阻器R₂（100Ω，1A）；
G．蓄電池（電動(dòng)勢6V，內(nèi)阻不計(jì)）．
（1）要求小燈泡兩端的電壓從零開始增大，應(yīng)選擇圖甲中的電路b．（填“a”或“b”）

（2）用正確的電路進(jìn)行測量，電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E．（用序號字母表示）
（3）通過實(shí)驗(yàn)測得此燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．由圖線可求得此燈泡在正常工作時(shí)的電阻為8Ω．
（4）將此燈泡與電動(dòng)勢6V、內(nèi)阻不計(jì)的電源相連，要使燈泡正常發(fā)光，需串聯(lián)一個(gè)阻值為16Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理明確電路接法；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓可明確所選的電壓表；由電燈泡的電流可確定電流表；根據(jù)電路的接法可確定滑動(dòng)變阻器；
（3）由圖象可得出額定電壓，由圖象可求得燈泡的正常工作時(shí)的電流，由歐姆定律可求得燈泡的正常工作時(shí)的電阻；
（4）要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使燈泡達(dá)到額定值，由串聯(lián)電路的規(guī)律可知應(yīng)串聯(lián)的電阻．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)中要求使電壓從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用分壓接法；故電路圖應(yīng)選擇b；
（2）由題意可知，燈泡的額定電壓為2.0V，故電壓表的量程應(yīng)大于2.0V，故電壓表應(yīng)選3V量程，故選A；
由P=UI可得，電流為I=$\frac{0.6}{2}$A=0.3A，故電流表應(yīng)選D；
③本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選小電阻，故滑動(dòng)變阻器選E；
④由圖可知，當(dāng)電壓為2.0V時(shí)，電流為0.25A，故電阻為：R=$\frac{2.0}{0.25}$=8Ω；
⑤要使燈泡串聯(lián)在6V的電源上正常工作，則與之串聯(lián)的電阻的兩端的電壓應(yīng)為6-2.0=4V；
此時(shí)電路中電流為0.25A，故應(yīng)串聯(lián)的電阻為：R′=$\frac{4}{0.25}$=16Ω；
故答案為：（1）b；（2）A，D，E；（3）8；（4）16．

點(diǎn)評 本題考查測量小燈泡的伏安特性曲線，要注意電表的正確選擇；明確電路的接法，會(huì)利用歐姆定律進(jìn)行分析求解．注意由于燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接利用燈泡電阻由歐姆定律求解．