Question

10．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡標(biāo)有“3.8V、1.14W”字樣；電壓表V量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ；直流電源E的電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)；開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干；其他供選用的器材還有：
電流表A₁量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω；
電流表A₂量程500mA，內(nèi)阻約為1Ω；
滑動(dòng)變阻器R₁阻值0-10Ω；
滑動(dòng)變阻器R₂阻值0-2kΩ．
為了使調(diào)節(jié)方便，測(cè)量的準(zhǔn)確度較高：

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表A₂，滑動(dòng)變阻器R₁．
（2）在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖1．
（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表分流引起的，小燈泡電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值（填“大于”、“等于”或“小于”）．
（4）由正確實(shí)驗(yàn)操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，將本實(shí)驗(yàn)用的小燈泡接入圖3所示的電路，電源電壓恒為6V，定值電阻R₁=30Ω．電流表讀數(shù)為0.45A，此時(shí)小燈泡消耗的實(shí)際功率為0.5W． （不計(jì)電流表的內(nèi)阻）．
（5）根據(jù)3所畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)電路，在圖4的各器件實(shí)物圖之間畫(huà)出連接的導(dǎo)線．

Answer 1

分析 已知燈泡的額定功率及電壓，由P=UI可求得電流，則可選擇電流表；本實(shí)驗(yàn)中為了描繪伏安特性曲線，應(yīng)多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故應(yīng)采用分壓法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇小電阻；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可以得出滑動(dòng)變阻器的接法，由燈泡內(nèi)阻可以選定電流表的接法；
由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接由閉合電路歐姆定律求電流；根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線，求出燈泡的電壓、電流根據(jù)P=UI可以求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由小燈泡標(biāo)有“3.8V、1.14W”字樣可知，燈泡的額定電流為：I=0.3A；因此電流表選擇A₂量程500mA的，
本實(shí)驗(yàn)中為了多測(cè)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故應(yīng)選用變化范圍較小的電阻，故選R₁．
（2）本實(shí)驗(yàn)中為了多測(cè)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因燈泡內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接，由此可正確畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖如下所示：

（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表分流引起的，通過(guò)燈泡的實(shí)際電流小于電流表的讀數(shù)，
根據(jù)歐姆定律得小燈泡電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值．
（4）流過(guò)R₁的電流為：I₁=$\frac{6}{30}$=0.2A，因此流過(guò)燈泡的電流為：I₁=I-I₃=0.45A-0.2A=0.25A
由小燈泡的伏安特性曲線可知，當(dāng)電流為0.25A時(shí)，電壓為2V
故功率P=UI=0.25A×2V=0.5W．
（5）實(shí)物圖如上圖．
 故答案為：
（1）A₂；R₁
（2）如圖．
（3）電壓表分流；小于
（4）0.5W
（5）實(shí)物連接圖

點(diǎn)評(píng) 本題要注意燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接用歐姆定律求功率，只能由串并聯(lián)電路的關(guān)系求出流過(guò)的電流，由圖中數(shù)據(jù)找出電壓值，再求功率．