Question

16．有一只標(biāo)識為“2.5V，0.5A”的小燈泡，小華想測定其伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：

編號	器材名稱	規(guī)格與參數(shù)
A	電源E	電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)
B	電流表A1	量程0-10mA，內(nèi)阻200Ω
C	電流表A2	量程0-600mA，內(nèi)阻2Ω
D	電阻箱R	阻值999.99Ω
E	滑動變阻器R1	最大阻值10Ω
F	滑動變阻器R2	最大阻值2kΩ

（1）為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枰�組裝一個量程為3.0V的電壓表，那么電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)到100Ω；
（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選擇E（選填器材前面的編號）；
（3）請幫助小華設(shè)計(jì)一個電路，要求使誤差盡量小，并將電路圖滑在圖1虛線框內(nèi)；

（4）小華在實(shí)驗(yàn)中用電流表和改裝后的電壓表測得數(shù)據(jù)并記錄在下表中，請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖2方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線；

電壓U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

（5）將一個電動勢為1.5V，內(nèi)阻為3Ω的電源直接接在該小燈泡的兩端，則該小燈泡的實(shí)際功率為0.2W（結(jié)果保留1為有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)電路的改裝規(guī)律可明確電阻箱應(yīng)接入電阻；
（2）根據(jù)滑動變阻器的作用可確定應(yīng)選擇的滑動變阻器；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，從而明確應(yīng)采用的電路圖；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象；
（5）在燈泡伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，從而確定電壓和電流，由功率公式即可確定電功率．

解答 解：（1）由題意可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用伏安法測量伏安特性曲線，由表中數(shù)據(jù)可知，電流大小最大約為0.49A，因此電流表應(yīng)采用A₂，故只能采用A1與電阻箱串聯(lián)的方式進(jìn)行改裝，由串并聯(lián)電路規(guī)律可知，R=$\frac{3}{0.01}-200$=100Ω；
（2）由于本實(shí)驗(yàn)采用滑動變阻器分壓接法，所以只能選用總阻值較小的E；
（3）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，由于電流表內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法，故原理圖如圖所示；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的伏安特性曲線如圖所示；
（5）在燈泡伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，電壓U=0.8V，電流I=0.22A，則功率P=UI=0.8×0.22≈0.2W．
故答案為：（1）100（2）E（3）如圖所示（4）如圖所示（5）0.2

點(diǎn)評 本題考查描繪燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理、儀表選擇以及數(shù)據(jù)處理，要注意明確本實(shí)驗(yàn)主要采用滑動變阻器分壓接法和電流表外接法，同時數(shù)據(jù)處理時一定要注意圖象的正確應(yīng)用．