Question

【題目】某同學擬探究“描繪小燈泡的伏安特性曲線”，所用小燈泡標有“2.5V 0.3A”字樣，并提供有以下器材：

A．電壓表V（0～1V，內阻rV＝3kΩ）

B．電流表A（0～50mA，內阻rA＝9Ω）

C．電阻箱R1（0～999.9Ω）

D. 電阻箱R2（0～9999.9Ω）

E．滑動變阻器R3（0～10Ω）

F．滑動變阻器R4（0～2kΩ）

G．直流電源E（電動勢12V，內阻不計）

H．開關S及導線若干

①為了提高測量的準確度和調節(jié)方便：

a.對電壓表、電流表進行了改裝，將電壓表的量程擴為（0~3V），需串聯(lián)電阻_______Ω；將電流表的量程擴為（0~0.5A），需并聯(lián)________Ω。

b.請在圖虛線框中畫出實驗電路圖，并將選用器材的符號準確標注在電路圖中__________________：

②a.如圖描繪出了“小燈泡的伏安特性曲線”，下列能正確反映小燈泡的功率隨燈泡電壓變化的圖形是__________

b. 將電動勢E=3.0V，內阻r=1.0Ω的電源與定值電阻R0=9.0Ω和該小燈泡串聯(lián)，如圖所示，則燈泡的實際功率P= ______W(結果保留一位有效數(shù)字)，電源的效率=___________。

Answer 1

【答案】6000Ω 1Ω A 0.2 W 93.3％

【解析】

①a．將電壓表的量程擴為（0~3V），所以串聯(lián)的電阻要分壓2V，由串聯(lián)電路中電壓分配按電阻分配可知，要串聯(lián)的電阻為，將電流表的量程擴為（0~0.5A），所以并聯(lián)的電阻分流為500mA，由并聯(lián)電路中電流與電阻成反比，所以并聯(lián)的電阻為；

b．電壓表改裝由于要串聯(lián)的電阻，所以應選用電阻箱與其串聯(lián)，電流表改裝要并聯(lián)的電阻，所以選用電阻箱與其并聯(lián)，為了提高測量的準確度和調節(jié)方便，燈泡中的電流應從0開始變化，所以滑動變阻器應用分壓式，所以應選總阻值較小的即，電路圖如圖

；

②a.由公式可知，小燈泡的功率隨燈泡電壓變化的圖形過坐標原點，開口向上的拋物線，故A正確；

b.由閉合電路歐姆定律得：，將圖線畫入燈泡伏安特性曲線中，如圖

由圖可知，此時小燈泡的工作電壓為1V，電流為0.2A，所以功率為0.2W，

電源的效率為：。