Question

15．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)小燈泡的U-I圖線現(xiàn)有下列器材供選用：

A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻約10kΩ）
B．電壓表（0～15V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
D．滑動(dòng)變阻器（0～10Ω，額定電流2A）
E．滑動(dòng)變阻器（0～500Ω，額定電流1A）
F．學(xué)生電源（直流6V），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干
（1）實(shí)驗(yàn)中，所用電路應(yīng)選甲（填甲或乙），所用電壓表應(yīng)選A，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用D；（用序號(hào)字母表示）
（2）把圖丙中所示的實(shí)驗(yàn)器材按題目要求用實(shí)線補(bǔ)充連接成實(shí)物電路圖．
（3）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線（如圖丁所示），若用電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為2.5Ω的電源給該小燈泡供電，則該小燈泡的實(shí)際功率是0.80W；（保留兩位有效數(shù)字）
（4）某興趣小組想用多用電表來(lái)粗測(cè)小燈泡的電阻，測(cè)量過(guò)程表筆的位置如圖所示，其測(cè)量方法正確的是D．

Answer 1

分析 （1）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．儀表的選擇應(yīng)本著安全準(zhǔn)確的原則；電壓表要測(cè)量燈泡兩端的電壓，故應(yīng)通過(guò)燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過(guò)燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動(dòng)變阻器．
（2）對(duì)照電路圖連接實(shí)物圖，注意電流從電流表電壓表正接線柱流入；
（3）作出電源的伏安特性曲線如圖所示，兩圖的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可求出功率；
（4）明確多用電表的使用方法，知道如何正確測(cè)量燈泡內(nèi)阻．

解答 解：（1）在用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I一U圖線的實(shí)驗(yàn)中，電壓要從零開(kāi)始變化，并要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，所以電路圖選用圖甲．
因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確；故只能選用0～5V的電壓表，故選A；
而由題意要求可知，電壓從零開(kāi)始變化，并要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故選：D
（2）對(duì)照電路圖連接實(shí)物圖，注意電流從電流表電壓表正接線柱流入，如圖：
（3）作出電源的伏安特性曲線如圖所示，兩圖的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可知，燈泡的電壓為1.8V，電流為0.38A，則功率P=UI=1.9×0.42=0.80W；
（4）燈泡內(nèi)阻是接在中間及邊緣金屬殼處，故要想正確測(cè)量應(yīng)讓兩表筆分別接中間及邊緣金屬處即可；同時(shí)注意手不能接觸金屬桿；故只有D正確；
故答案為：（1）甲；A；D；（2）如圖所示；（3）0.80；（4）D．

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．同時(shí)明確燈泡伏安特性曲線的正確應(yīng)用和多用電表的使用方法．