Question

19．一個(gè)小燈泡的額定電壓為2.0V，額定功率約為1.0W，選用下列器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪和研究小燈泡的伏安特性曲線
A．電源E：電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)
B．電壓表V₁：量程為0～3V，內(nèi)阻約為1kΩ
C．電壓表V₂：量程為0～15V，內(nèi)阻約為4kΩ
D．電流表A₁：量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω
E．電流表A₂：量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.6Ω
F．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值為10Ω，額定電流為1.0A
G．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值為150Ω，額定電流為1.0A
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中使用的電壓表應(yīng)選用E；電流表應(yīng)選用F；（請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）．
（2）實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)連接實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，請(qǐng)你不要改動(dòng)已連接的導(dǎo)線，在下面的實(shí)物連接圖中把還需要連接的導(dǎo)線補(bǔ)上．閉合開關(guān)前，應(yīng)使變阻器滑片放在最左（填“左”或“右”）端．
（3）圖乙是某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制而成的小燈泡的U-I圖線．
（4）若將實(shí)驗(yàn)中的小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為1.5Ω的電源兩端，則小燈泡的實(shí)際功率約為0.44（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)額定電壓選擇電壓表，根據(jù)額定電流選擇電流表．
（2）描繪小燈泡伏安特性曲線，要電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖；在閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，應(yīng)讓電流由最小開始調(diào)節(jié)；明確分壓式接法的性質(zhì)；
（4）在同一坐標(biāo)系中作出電源的U-I圖象，該圖象與燈泡U-I圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值就是用該電源給燈泡供電時(shí)的電壓與電流值，然后求出功率．

解答 解：（1）燈泡額定電壓為2V，電壓表應(yīng)選B，燈泡額定電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1}{2}$=0.5A，故電流表應(yīng)選E；
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；
燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為R=$\frac{2}{0.5}$=4Ω；電壓表內(nèi)阻為電壓表內(nèi)阻約為1kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法；實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；
為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于左端讓電流從零開始調(diào)節(jié)；

（4）在燈泡的U-I圖象坐標(biāo)系中作出電池的U-I圖象，如圖所示；
由圖象可知，用該電池給燈泡供電時(shí)，燈泡兩端電壓為1.1V，電流為0.4A，則燈泡實(shí)際功率P=UI=1.1×0.4=0.44W．
故答案為：（1）E；F；（2）電路圖如圖所示；左；（4）0.44

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、利用圖象法求燈泡實(shí)際功率等問題；要注意明確燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接由歐姆定律求解電流來計(jì)算功率；要通過圖象來分析實(shí)際電壓和電流，再由P=UI求解功率．