Question

15．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，使用的小燈泡標有“6V　3W”的字樣，其他可供選擇的器材有：
A．電壓表V₁（量程6V，內(nèi)阻20kΩ）     
B．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻0.2Ω）
C．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻1Ω）     
D．滑動變阻器R₁（0～1 000Ω，0.5A）
E．滑動變阻器R₂（0～20Ω，2A）        
F．學生電源E（6～8V）
G．開關(guān)S及導線若干
某同學通過實驗測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I，繪成U-I關(guān)系曲線如圖甲所示．
（1）實驗中電流表應選用C（填B或C），滑動變阻器應選用E（填D或E）；
（2）在虛線框乙中畫出實驗所用的電路圖
（3）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，其原因是隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（4）若將該小燈泡接在電動勢為6V，內(nèi)阻為4Ω的電源兩端，則燈泡實際消耗的功率為1.89 W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)通過小燈泡最大電流選擇電流表，實驗采用滑動變阻器分壓接法，為方便實驗操作，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）先判斷實驗電路電流表和滑動變阻器的接法，再作出實驗電路圖；
（3）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可知電阻在變大，分析電阻變化的原因即可；
（4）作出電源的U-I圖象，求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡實際消耗的功率．

解答 解：（1）由圖甲所示圖象可知，通過小燈泡最大電流為0.5A，電流表選擇C；描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗采用滑動變阻器分壓接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇最大阻值較小的E．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，燈泡電阻約為R=$\frac{6}{0.5}Ω$=12Ω，電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表內(nèi)阻為20kΩ，相對來說電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，故電流表應采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可從圖甲得知小燈泡的電阻在增大，原因是：隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（4）在同一坐標系內(nèi)作出電源的U-I圖象如圖所示；兩圖象的交點坐標值是該電源給燈泡供電時燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，由圖象可知，燈泡兩端電壓U=4.2V，電流I=0.45A，燈泡實際功率P=UI=4.2V×0.45A=1.89W．

故答案為：（1）C；　E；
（2）如圖所示；
（3）隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（3）1.89；

點評 本題考查了實驗器材的選擇、作實驗電路圖、求燈泡實際功率；另外作電路圖時要注意判斷滑動變阻器和電流表的接法．