Question

5．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V 2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I-U圖線．現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電流表A₁（0～0.3A，r₁=1Ω）      B．電流表A₂（0～0.6A，r₂=0.4Ω）
C．電流表A₃（0～1.0A，r₃=0.2Ω）    D．定值電阻R₁=19Ω
E．定值電阻R₂=150Ω                F．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）
G．滑動(dòng)變阻器（500Ω，1A）         H．學(xué)生電源（直流6V），開關(guān)，導(dǎo)線若干
①選用下面的圖A而不選用圖B的電路圖來完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說明理由：描繪燈泡的I-U圖線所測(cè)數(shù)據(jù)從零開始，需要多取幾組數(shù)據(jù)．
②由于沒有電壓表，可將電流表A₁和定值電阻D串聯(lián)起來做為電壓表，電流表應(yīng)選用B，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F（用序號(hào)字母表示）．
③閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖A電路中滑動(dòng)變阻器的滑片滑至左端（選填左端或右端）．
④當(dāng)電流表A₁的示數(shù)為0.20A時(shí)，小燈泡達(dá)到額定電壓，此時(shí)另一只電流表的讀數(shù)為0.52A，測(cè)得小燈泡的額定功率為1.28W．

Answer 1

分析 ①描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，據(jù)此分析答題．
②根據(jù)燈泡額定電壓與電流表規(guī)格分析答題，根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，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．
③為保護(hù)電路閉合開關(guān)前滑片應(yīng)置于分壓電路分壓最小位置．
④求出燈泡正常發(fā)光時(shí)通過燈泡的電流，由P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：①由圖示電路圖可知，圖A所示電路中，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電壓與電流可以從零開始變化，能測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，
圖B所示電路中，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，電壓與電流不能從零開始變化，電壓表與電流表示數(shù)變化范圍小，實(shí)驗(yàn)要測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)選圖A所示電路．
②燈泡額定電壓為4V，電壓表量程略大于4V即可，可以用電流表A₁和定值電阻D串聯(lián)起來作為電壓表，電壓表量程為0.3×（1+19）=6V；
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A，電流表應(yīng)選B，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．
③滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為保護(hù)電路安全，閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖A電路中滑動(dòng)變阻器的滑片滑至左端．
④燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓：U=4V，通過燈泡的電流：I=0.52-0.2=0.32A，燈泡額定功率：P=UI=4×0.32=1.28W．
故答案為：①描繪燈泡的I-U圖線所測(cè)數(shù)據(jù)從零開始，需要多取幾組數(shù)據(jù)．②D；B；F；③左端；④1.28．

點(diǎn)評(píng) 滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，電壓與電流可以從零開始變化，電壓表與電流表變化范圍較大，可以測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用限流接法時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)變化范圍較�。�