Question

7．有一個(gè)額定電壓為2.8V，功率約為0.8W的小燈泡，現(xiàn)要描繪這個(gè)燈泡的I-U圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻6kΩ）
B．電壓表（0～15V，內(nèi)阻30kΩ）
C．電流表（0～3A，內(nèi)阻0.1Ω）
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，5A）
F．滑動(dòng)變阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄電池（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)）
（1）電壓表選用A．
電流表選用D．
滑動(dòng)變阻器選用E．
（2）請(qǐng)?jiān)诖鹁砩系姆娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖．
（3）通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得此燈泡的伏安特性曲線如圖所示，由圖線可求得此燈泡在正常工作時(shí)的電阻為10Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）若將此燈泡與電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為2Ω的電池相連，則此時(shí)小燈泡的功率為0.67W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求明確電路的接法；
（3）由圖2所示圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出燈泡電阻．
（4）將電阻等效為電源內(nèi)阻，作出等效電源的伏安特性曲線，與燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可以求得燈泡的功率．

解答 解：（1）因燈泡電壓為2.8V，故電壓表應(yīng)選擇3V量程，故選A；
由P=UI可知，電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.8}{2.8}$=0.28A；則電流表應(yīng)選擇0.6A量程，故選：D；
因本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇小電阻E；
（2）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法；
（3）由圖可知，當(dāng)電壓為2.8V時(shí)，電流為0.28A，則電阻R=$\frac{2.8}{0.28}$=10Ω；
（4）將內(nèi)阻等效為電源內(nèi)阻，在圖中作出等效電源的伏安特性曲線如圖所示，兩圖的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，燈泡兩端電壓為2.5V，電流為0.27A；
故小燈泡的功率P=UI=2.5×0.27=0.67W；
故答案為：（1）A；D；E； （2）如圖所示；（3）10；（4）0.67．

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道滑動(dòng)變阻器分壓接法及電流表內(nèi)外接法的正確選擇．