Question

4．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線’實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“3v，1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過(guò)它的電流．現(xiàn)有如下器材：
A．直流電阻3V（內(nèi)阻可不計(jì)）
B．直流電流表0-600mA（內(nèi)阻約0.5Ω）
C．直流電壓表0-3V（內(nèi)阻約3kΩ）
D．滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）
E．滑動(dòng)變阻器（1kΩ，300mA）
F．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器選用D．（填“D”或“E”）
（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)物圖如圖甲所示，請(qǐng)將未連接的導(dǎo)線在圖甲上用線連接上．
（3）表中的各組數(shù)據(jù)是該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的方格紙上作出該燈泡的伏安特性曲線．

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

（4）如圖甲所示，將兩個(gè)這樣的燈泡并聯(lián)后再與5Ω的定值電阻R₀串聯(lián)，接在電壓恒為4V的電路上，每個(gè)燈泡的實(shí)際功率為0.30W（結(jié)果留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）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)測(cè)量的數(shù)據(jù)確定滑動(dòng)變阻器的接法，根據(jù)待測(cè)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后作出實(shí)物圖．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象．
（4）在燈泡I-U圖象中作出電源的I-U圖象，根據(jù)圖象求出燈泡兩端電壓與通過(guò)燈泡的電流，然后求出燈泡功率．

解答 解：（1）在保證安全的前提下，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D．
（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電流與電壓從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象，圖象如圖所示．
（4）將兩個(gè)這樣的燈泡并聯(lián)后再與5Ω的定值電阻R₀串聯(lián)，接在電壓恒為4V的電路上，
根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-2IR₀=4-2×5I=4-10I，
即U=4-10I，
在燈泡的I-U圖象中作出等效電源的I-U圖象如圖所示，

由圖象可知，燈泡兩端電壓為1.0V，通過(guò)燈泡的電流為0.3A，
每個(gè)燈泡消耗的實(shí)際功率P=UI=1.0×0.3=0.30W；
故答案為：（1）D
（2）如圖
（3）如圖
（4）0.30

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、作圖象，知道實(shí)驗(yàn)原理是選擇實(shí)驗(yàn)器材的前提與關(guān)鍵，確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法即可正確作出實(shí)驗(yàn)電路圖；要掌握描點(diǎn)法作圖的方法．