Question

16．某研究性學(xué)習(xí)小組為探究小燈泡的伏安特性曲線，設(shè)計(jì)并完成了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，以下是實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材．
A．待測小燈泡（額定功率6W，額定電流0.5A）
B．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻0.01Ω）
C．電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約5kΩ）
D．電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器（最大阻值50Ω）
F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kΩ）
G．直流電源（電動(dòng)勢15V，內(nèi)阻可忽略）
H．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．

實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內(nèi)變化，從而測出小燈泡在不同電壓下的電流．
（1）請(qǐng)?jiān)趯?shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖補(bǔ)充完整．
（2）實(shí)驗(yàn)中為較準(zhǔn)確測量、方便調(diào)節(jié)，電壓表應(yīng)選用D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E（填寫儀器序號(hào)）．
（3）當(dāng)小燈泡兩端所加電壓為10V時(shí)，其燈絲電阻值約為25Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）如果將該小燈泡直接接到電動(dòng)勢為6V、內(nèi)阻為12Ω的電源兩端．此時(shí)小燈泡的電功率約為0.75W （保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）描繪燈泡電阻隨電壓的變化關(guān)系，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，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法．
（2）根據(jù)功率可求得額定電壓，則可以確定電壓表，根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓接法可確定電流表；
（3）根據(jù)圖象可得出電壓為10V時(shí)的電流，再由歐姆定律可求得電阻值；
（4）在I-U圖象中作出電源的伏安特性曲線，則兩圖象的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可知實(shí)際功率．

解答 解：（1）小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內(nèi)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，又小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法接法，則可明確實(shí)物圖如圖所示；

（2）根據(jù)小燈泡規(guī)格“6W，0.5A”可知，額定電壓U=$\frac{6}{0.5}$=12V．所以電壓表應(yīng)選D；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E．
（3）由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為10V時(shí)，通過燈泡的電流為0.4A，則燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{10}{0.4}$=25Ω
（4）在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，則兩圖的交點(diǎn)為電燈泡的工作點(diǎn)，則由圖可知燈泡的電壓為3.6V，電流為0.22A；則功率P=UI=3.6×0.22=0.79W；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）D，E；（3）25；（4）0.79

點(diǎn)評(píng) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開變阻器，當(dāng)要求電流和電壓從零調(diào)時(shí)變阻器應(yīng)用分壓式接法；當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法接法．