Question

19．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡的規(guī)格為“3.8V   0.3A”，除了開關(guān)、導線外，還有如下器材：
電壓表V：量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ
電流表A₁：量程0～500mA，內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A₂：量程0～100mA，內(nèi)阻約4Ω
滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω，額定電流2.0A
滑動變阻器R₂：最大阻值100Ω，額定電流1.0A
直流電源E：電動勢約6V，內(nèi)阻約0.5Ω
（1）上述器材中，實驗所選的電流表和滑動變阻器分別為A₁、R₁．（填器材符號）
（2）某同學已連接如圖甲所示的電路，在閉合開關(guān)前，檢查發(fā)現(xiàn)有一處不當之處，請指出并說明如何改正．開關(guān)閉合前，滑動觸頭應在左端．

（3）不當之處改正后，在電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)反復調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導線為c（用圖中給出的導線符號表示）．
（4）通過實驗得出了小燈泡的I-U圖線如圖乙，當小燈泡上所加的電壓為額定電壓的$\frac{1}{2}$時，小燈泡實際消耗的功率將大于（填“大于”、“等于”、“小于”）額定功率的$\frac{1}{4}$．
（5）如果把該小燈泡直接接在電動勢是4V、內(nèi)阻是8Ω的電源上組成閉合回路，則通過小燈泡的實際消耗的功率為0.45W．

Answer 1

分析 根據(jù)小燈泡的額定電流大小來選擇電流表的量程；根據(jù)電路中要求電流從零調(diào)可知變阻器應采用分壓式接法，應選擇全電阻小的變阻器，因為全電阻越小線性就越好，越便于電流的調(diào)節(jié)．看清電路的連接情況，可以分別采用假設法，選擇符合要求的即可．
在表示小燈泡的I-U圖象中畫出表示電源的I-U圖象，讀出兩圖線的交點坐標即可．

解答 解：（1）根據(jù)小燈泡規(guī)格“3.8V，0.3A”可知，電流表應選A₁；
由于測定小燈泡的伏安特性曲線實驗要求電流從零調(diào)，所以變阻器應采用分壓式接法，因為阻值小的變阻器便于調(diào)節(jié)，所以應選擇變阻器R₁；
（2）實驗開始時應使測量電路兩端的電壓為零，故滑片不應在B處，而應滑到A處，極最左端；
（3）由實物圖可知，只有導線c斷路，因為c斷路后，變阻器變?yōu)橄蘖魇浇臃�，所以電流表與電壓表均不能調(diào)為零．
（4）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，電壓減小為一半時，小燈泡的溫度低，電阻小，故其電功大于額定功率的$\frac{1}{4}$；
（5）電動勢是4V、內(nèi)阻是8Ω的電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：U=E-Ir=4-8I，即I=$\frac{1}{2}-\frac{1}{8}U$；
在小燈泡的I-U圖象中畫出表示電源的I-U圖線，如圖所示：
讀出工作電壓約為1.8V，工作電流約為0.25A，故電功率為：P=UI=1.8×0.25=0.45W；
故答案為：（1）A₁、R₁；（2）開關(guān)閉合前，滑動觸頭應在左端；（3）c；（4）大于；（5）0.45．

點評 應明確：1．要根據(jù)小燈泡的額定電流或額定電壓來選擇電流表或電壓表的量程．
2．以下幾種情況滑動變阻器必須采用分壓式接法：①要求電流從零調(diào)或要求電路中電流調(diào)節(jié)范圍足夠大；②變阻器的全電阻遠小于待測電阻；③若變阻器采用限流式接法求出電路中的最小電流扔大于電流表的量程．注意采用分壓式接法時，應選擇全電阻小的變阻器，以便于調(diào)節(jié)．
3．注意表示電源的I-U圖象與表示導體電阻的I-U圖象的區(qū)別．