Question

實(shí)驗(yàn)桌上有下列實(shí)驗(yàn)儀器：
A．待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約7Ω）；
B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A檔的內(nèi)阻約0.5Ω，3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω）；
C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V檔內(nèi)阻約5kΩ，15V檔內(nèi)阻約25kΩ）；
D．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）；
E．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）；
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干；          
G．小燈泡“4V、0.4A”．
請(qǐng)你解答下列問題：
（1）利用給出的器材測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，要求測(cè)量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是

D

（填代號(hào)）；
（2）請(qǐng)完成圖甲中實(shí)物連接；
（3）某同學(xué)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，作出U-I圖象如圖乙中圖線a所示，由此可知電源的電動(dòng)勢(shì)E=

3.0

V，內(nèi)阻r=

6.0

Ω；
（4）若要利用給出的器材通過實(shí)驗(yàn)描繪出小燈泡的伏安特性曲線，要求測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你在答題卡虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理電路圖；
（5）將（4）步中得到的數(shù)據(jù)在同一U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖，得到如圖乙所示的圖線b，如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為

0.375

W．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)變阻器E的電阻值大，而且額定電流太小，不方便測(cè)量大電流；
（2）為減小實(shí)驗(yàn)的誤差，電流表要測(cè)量電源的路端電壓；
（3）由圖可知，圖象中圖象與縱軸的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)，圖象的斜率表示內(nèi)阻；
（4）描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓和電流需從0開始測(cè)起，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，通過燈泡正常工作時(shí)的電阻，判斷其是大電阻還是小電阻，從而確定電流表采用內(nèi)接還是外接．
（5）電源的U-I圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)表示此時(shí)的電流和電壓，根據(jù)P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率．

解答：解：（1）滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，串聯(lián)在電路中，選擇總電阻為1000Ω的滑動(dòng)變阻器，則電流太小，測(cè)量的誤差大，所以選用總電阻為15Ω的滑動(dòng)變阻器．故選D．
（2）因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢(shì)大約3V，所以電壓表量程選擇3V量程的，短路電流I=

E

r

≈0.4A，所以電流表量程選擇0.6A的，滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，電流表采取內(nèi)接．實(shí)物連線圖如下圖．
（3）U-I圖線的縱軸截距為3.0V，所以E=3.0V，圖線斜率的絕對(duì)值r=

△U

△I

=

3.0-0

0.5-0

Ω=6.0Ω．
④描繪出小燈泡的伏安特性曲線，電壓和電流需從零開始測(cè)起，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，燈泡正常工作時(shí)的電阻R=

U

I

=10Ω，遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采取外接法．電路圖如下圖．
⑤電源的U-I圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)表示此時(shí)的電流和電壓，P=UI=0.25×1.5=0.375W．
故答案為：（1）D；（2）如圖；（3）3.0； 6.0（4）如圖；（5）0.375

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握器材選擇的原則，精確、安全，以及知道滑動(dòng)變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別．