Question

19．為研究在不同工作狀態(tài)下小燈泡的導(dǎo)電規(guī)律，某同學(xué)用電壓表（0～3V，內(nèi)阻約2kΩ）、電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）、滑動變阻器（0～5Ω，1A）、電源、小燈泡、開關(guān)及導(dǎo)線等器材，設(shè)計了圖甲所示的電路，通過測量數(shù)據(jù)，在所給的U-I坐標(biāo)紙上描出了數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點，如圖乙．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線補充完整甲圖中實物間的連接；開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)滑到a端（選填“a”或“b”）；
（2）在坐標(biāo)紙上描出小燈泡的U-I圖象；
（3）若把此小燈泡直接接在一電動勢為2.0V、內(nèi)阻為4.0Ω的電池兩端，則小燈泡消耗的實際功率為0.24W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）用小燈泡的電阻與電壓表和電流表的內(nèi)阻相比較，選擇電流表是內(nèi)接還是外接；根據(jù)題意要求選擇分壓電路還是限流電路．
（2）應(yīng)用描點法作圖作出圖象．
（3）在燈泡的U-I圖象同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象，兩圖象的交點坐標(biāo)值是用該電源給小燈泡供電時的電壓與電流值，由P=UI求出燈泡的實際功率．

解答 解：（1）由圖乙可知小燈泡的電阻大約幾歐姆，電流表的內(nèi)阻約為幾十歐姆，電壓表的內(nèi)阻約為幾千歐姆，所以應(yīng)選擇電流表外接；
該題要求測定在不同工作狀態(tài)下小燈泡的電阻，所以滑動變阻器要以分壓電路的方式接入電路．電路的原理圖如圖所示．

接通電路時，要求通過燈泡的電流為零，即燈泡兩端電壓為零，所以滑動變阻器的滑片應(yīng)在a端．
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象，圖象如圖所示．
（3）在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象如圖所示：

由圖象可知，用該電源給燈泡供電時，燈泡兩端電壓U=0.75V，電流I=0.32A，燈泡實際功率P=UI=0.75×0.32=0.24W；
故答案為：（1）實物電路圖如圖所示；a；（2）圖象如圖所示；（3）0.24．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗注意事項、作圖象、求燈泡實際功率問題，當(dāng)電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，當(dāng)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值時，電流表采用外接法，當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)大于電流內(nèi)阻時，電流表采用內(nèi)接法．