Question

19．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，使用的小燈泡標有“10V 5W”的字樣，其他可供選擇的器材有：A．電壓表V₁（量程15V，內(nèi)阻80kΩ）　　　　　　　
B．電壓表V₂（量程6V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻0.2Ω）　　　　　　　　
D．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）　　　　　
F．滑動變阻器R₂（0～20Ω，2A）
G．學生電源E（8～12V）　　　　　　　　　　　　　　　 　　
H．開關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關系曲線如圖甲所示．
（1）實驗中電壓表應選用A，電流表應選用D，滑動變阻器應選用F；（均填寫器材對應的字母序號）
（2）在虛線框乙中畫出實驗所用的電路圖；
（3）現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如丙圖所示的電路中，其中電源電動勢E=10V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R=38Ω，此時燈泡的實際功率為0.38W．（結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）明確燈泡的額定值，從而根據(jù)安全和準確性原則確定電表和滑動變阻器；
（2）明確實驗原理和實驗要求，確定滑動變阻器以及電流表的接法，從而確定電路；
（3）根據(jù)燈泡的伏安特性曲線進行分析，作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖的交點即為燈泡的工作點，從而由P=UI求解實際功率．

解答 解：（1）因燈泡的額定電壓為10V，故電壓表應選擇15V的量程A；由P=UI可知，燈泡額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{5}{10}$=0.5A，故電流表應選擇D；
由于采用滑動變阻器分壓接法，因此滑動變阻器應選擇總電阻較小的F；
（2）由于本實驗中電壓由零開始調節(jié)，故應采用滑動變阻器分壓接法，同時因燈泡內(nèi)阻較小，故應采用電流表外接法，原理圖如圖所示；
（3）電壓電動勢為10V，將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，則等效內(nèi)阻為40Ω，在對應的燈泡伏安特性曲線中作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖的交點為燈泡的工作點，則可知，電流I=0.19A，電壓U=2.0V，則功率P=UI=2.0×0.19=0.38W；
故答案為：（1）A，D，F(xiàn)；（2）如圖所示；（3）0.38．

點評 本題考查描繪燈泡伏安特性曲線的實驗，要注意明確實驗原理，知道實驗電路，同時注意明確燈泡的伏安特性曲線的性質，明確其電阻隨溫度的升高而變化，故在求解實際功率時要應用圖象求解．