Question

2．在“描述小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，需測量出標有“4V   1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材：

直流電源（電動勢3.0V，內阻不計）
電流表A₁（量程3A，內阻約0.1Ω）
電流表A₂（量程600mA，內阻約5Ω）
電壓表V₁（量程3V，內阻約3kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內阻約200kΩ）
滑動變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）
滑動變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流300mA）
（1）在該實驗中，電流表應選擇A₂（填“A₁”或“A₂”），電壓表應選擇V₁（填“V₁”或“V₂”），滑動變阻器應選擇R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）某同學用導線把各器材連接成如圖甲所示的電路，請在方框中完成實驗的電路圖．  
（3）圖丙是學習小組在實驗中根據測出的數據在方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線，若將該燈泡與一個6.0Ω的定值電阻串聯(lián)后，直接接在題中提供的電源兩端，請估算該小燈泡的實際功率P=0.36W（保留兩位有效數字）（若需作圖可直接畫在丙圖中）．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡額定電流選擇電流表，根據燈泡額定功率選擇電壓表，在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據圖甲所示實物電路圖，分析清楚電路結構，然后根據各電路元件的連接方式作出電路圖．
（3）電源與定值電阻整體組成一個等效電源，在圖象中作出電源的I-U圖象，由圖象找出電路電流與燈泡電壓，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答 解：（1）燈泡額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{4}$=0.375A，電流表選A₂（量程600mA，內阻約5Ω），
燈泡額定電壓為4V，如果選擇15V量程則誤差太大，故電壓表只能選V₁（量程3V，內阻約3kΩ），
為保證電路安全，方便實驗操作，滑動變阻器應選：R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）．
（2）由實物電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，
根據實物電路圖作出電路圖，如圖乙所示．
（3）電動勢為3V的電源與6.0Ω的定值電阻串聯(lián)組成等效電源，在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，如圖丙所示
兩圖象的交點坐標值為：U=1.2V，I=0.3A，
燈泡功率為：P=UI=1.2V×0.3A≈0.36W．
故答案為：（1）A₂，V₁，R₁；（2）電路圖如圖所示；（3）0.36

點評 本題考查伏安法測電阻的實驗，要注意明確實驗原理，明確實驗電路圖；同時知道燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，從而明確對應的伏安特性曲線不能為直線；注意掌握根據圖象分析數據的方法．