Question

11．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，需測(cè)量一個(gè)“2.5V，0.3A”的小燈泡兩端的電壓和通過(guò)它的電流．現(xiàn)有如下器材：
直流電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）
電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω）
電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω）
電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流300mA）
①在該實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選擇A₂（填“A₁”或“A₂”），電壓表應(yīng)選擇V₁（填“V₁”或“V₂”），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁（填“R₁”或“R₂”）．
②為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇以下哪個(gè)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如圖1）

③如表是學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的數(shù)據(jù)，某同學(xué)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上已畫(huà)出除了第6組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，請(qǐng)你在I-U圖象上畫(huà)出第6組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并作出該小燈泡的伏安特性曲線．（如圖2）

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
I（A）	0	0.10	0.13	0.15	0.16	0.18	0.19	0.20	0.23	0.25	0.27	0.28	0.30
U（V）	0	0.10	0.20	0.30	0.40	0.60	0.80	1.00	1.40	1.80	2.00	2.20	2.50

④實(shí)驗(yàn)中，如果把這個(gè)小燈泡和一個(gè)阻值為9Ω的定值電阻串聯(lián)在電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為1Ω的直流電源上．則小燈泡消耗的實(shí)際功率約為0.20W．

Answer 1

分析 ①根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，根據(jù)燈泡額定功率選擇電壓表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
②根據(jù)圖甲所示實(shí)物電路圖，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各電路元件的連接方式得出正確的電路圖；
③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)坐標(biāo)系中各點(diǎn)作出圖象．
④電源與定值電阻整體組成一個(gè)等效電源，在圖象中作出電源的I-U圖象，由圖象找出電路電流與燈泡電壓，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答
解：①由題意可知，燈泡額定電流I=0.3A，電流表選A₂（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω），燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表選V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），
為保證電路安全，方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選：R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）．
②由實(shí)物電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，故電路圖選C；
③根據(jù)第4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出I-U圖象，如圖所示．
④將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，故電源相當(dāng)于3V，10Ω；在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，如圖所示
兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值為：U=0.95V，I=0.21A，
燈泡功率為：P=UI=0.95V×0.21A≈0.20W．
故答案為：①A₂；V₁；R₁；
②C；
③如圖所示；
④0.20．

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，從而明確對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線不能為直線；掌握根據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)的方法．