Question

18．某學(xué)習(xí)小組為測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電池組（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻約1Ω）；
B．電流表（量程為0-250mA，內(nèi)阻約5Ω）；
C．電流表（量程為0-0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）；
D．電壓表（量程為0-3V，電阻約為3kΩ）；
E．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為20Ω，額定電流1A）；
F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1750Ω，額定電流0.3A）；
G．電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干．
（1）實(shí)驗(yàn)中所用的電流表應(yīng)選B，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E（填字母代號(hào)）．
（2）請(qǐng)?jiān)谠嚲泶痤}卡的方框中畫出方便操作、利于實(shí)驗(yàn)且盡可能精確的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是0.12W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，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)滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的不同作用，結(jié)合題意選擇滑動(dòng)變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內(nèi)阻間的大小關(guān)系確定電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流即為此時(shí)小燈泡的實(shí)際電壓與電流，根據(jù)P=UI即可求得實(shí)際功率．

解答 解：（1）燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.6W}{3V}$=0.2A=200mA，電流表應(yīng)選B；
變阻器用分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器選：E．
（2）燈泡內(nèi)阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.2A}$=20Ω，電壓表內(nèi)約為3kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，因此電流表應(yīng)采用外接法；描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

（3）在燈泡I-U圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的I-U圖象如圖所示：

兩圖象交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流即為小燈泡此時(shí)的實(shí)際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.1V，電流I=O.105A，
所以實(shí)際功率為P=UI=1.1×0.105≈0.12W
故答案為：（1）B；E；（2）如圖所示；（3）0.12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時(shí)還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．