Question

5．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)除了有一個(gè)標(biāo)有“5V，2.5W”的小燈泡、導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)外，還有：
A．直流電源（電動(dòng)勢(shì)約為5V，內(nèi)阻可不計(jì)）
B．直流電流表（量程0〜3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．直流電流表（量程0〜600mA，內(nèi)阻約為5Ω）
D．直流電壓表（量程0〜15V，內(nèi)阻約為15kΩ）
E．直流電壓表（量程0〜5V，內(nèi)阻約為10kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A）
G．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kΩ，允許通過(guò)的最大電流為0.5A）實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開(kāi)始變化并能測(cè)多組數(shù)據(jù)．

（1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用C，電壓表應(yīng)選用E，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F（均用序號(hào)字母表示）．
（2）請(qǐng)按要求將圖1中所示的器材連成實(shí)驗(yàn)電路．
（3）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)正確作出的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖2所示．現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡接到如圖3所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E=4V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=9Ω，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為0.34W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)（1）中分析明確實(shí)驗(yàn)電路圖，從而明確對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（3）在燈泡的U-I圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象，根據(jù)圖象求出燈泡兩端電壓與通過(guò)燈泡的帶那六，然后求出燈泡實(shí)際功率．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為5V，因此電壓表選擇大于等于5V的即可，故選E；而燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2.5}{0.5}$=0.5A；故電流表應(yīng)選擇C；因本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選小電阻；故滑動(dòng)變阻器選擇F；
（2）本實(shí)驗(yàn)要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故采用分壓接法；同時(shí)因電流表內(nèi)阻與燈泡內(nèi)阻接近，故電流表選用外接法；實(shí)物圖如下圖所示；
（3）將定值電阻等效電源內(nèi)阻，作出等效電源的伏安特性曲線(xiàn)如圖所示；與燈泡的伏安特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，此時(shí)燈泡的電壓為1.0V；電流為0.34A；則燈泡的功率P=UI=1×0.34W=0.34W；
故答案為：（1）C；E；F；（2）如圖所示；（3）0.34．

點(diǎn)評(píng) 本題注意定值電阻的存在改變了電路中的電流；同時(shí)注意作伏安特性曲線(xiàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)特殊點(diǎn)作圖，如0.4A的位置．根據(jù)實(shí)驗(yàn)中給出的燈泡的額定值可以確定電流表及電壓表；由實(shí)驗(yàn)要求可以確定接法，進(jìn)而可以確定滑動(dòng)變阻器；在坐標(biāo)系中作出電源的伏安特性曲線(xiàn)，則兩線(xiàn)的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，即可求出實(shí)際功率．