Question

有一只小燈泡上標(biāo)有“12V 6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這只燈炮的U-I圖線．現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電壓表（0～6V，內(nèi)阻約10kΩ）
B．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻約2Ω）
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，3A）
F．電源（電動(dòng)勢(shì)為15V，內(nèi)阻較�。�
G．開關(guān)、導(dǎo)線
（1）實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選

 

，電流表應(yīng)選用

 

（用序號(hào)字母表示）
（2）為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖．
（3）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的U-I圖線（如圖所示），則當(dāng)燈泡兩端電壓為9.0V時(shí)，小燈泡的電阻是

 

Ω，電功率是

 

W．
（4）如果將此小燈泡與一個(gè)阻值R=20Ω的電阻串聯(lián)，并與電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻不計(jì)的電源串成一個(gè)回路，則電阻R所消耗的電功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）電表選擇本著安全和準(zhǔn)確兩個(gè)原則進(jìn)行，安全性即不能燒壞電表，準(zhǔn)確性要求指針偏轉(zhuǎn)角度大些，即要求在其量程的三分之二左右偏轉(zhuǎn)；
（2）由實(shí)驗(yàn)原理可知，該實(shí)驗(yàn)要求安培表外接，滑動(dòng)變阻器分壓接法，由此可得實(shí)驗(yàn)原理圖；
（3）根據(jù)圖象，得出燈泡兩端電壓為9.0V時(shí)的電流值，可以求出其電阻和功率大�。�
（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)，結(jié)合燈炮的U-I圖線，求出此時(shí)燈泡兩端的電壓和電流值，即可正確解答．

解答：解：（1）電表選擇本著安全和準(zhǔn)確兩個(gè)原則進(jìn)行，安全性即不能燒壞電表，準(zhǔn)確性要求指針偏轉(zhuǎn)角度大些，即要求在其量程的三分之二左右偏轉(zhuǎn)，該題中燈泡兩端的額定電壓為12V，因此電壓表選B，額定電流為0.5A，因此電流表選擇D．
故答案為：B，D．
（2）該實(shí)驗(yàn)要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，燈泡電阻較小，因此安培表外接，故原理圖如下所示：

（3）當(dāng)燈泡兩端電壓為9.0V時(shí)，由小燈泡的U-I圖線可知，此時(shí)電流為：I=0.45A；
因此小燈泡的電阻為：R=

U

2

=20Ω；
小燈泡的實(shí)際消耗功率：P=UI=9.0V×0.45A=4.05W
故答案為：20Ω，4.05W．
（4）由圖可知當(dāng)電流為I=0.32A時(shí)，燈泡電壓大約為3.6V，此時(shí)電阻電壓為：20×0.32=6.4V，此時(shí)燈泡和電阻兩端電壓正好為10V，這說明燈泡工作的電壓為3.6V，電流為0.32A，因此電阻消耗的功率為：P=6.4×0.32A=2.05W．
故答案為：2.05．

點(diǎn)評(píng)：儀器選擇、電路設(shè)計(jì)、連接實(shí)物圖是電學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常考查的重點(diǎn)知識(shí)，從U-I圖象可以得出的信息：知道一定電壓下的通過燈泡的電流，然后根據(jù)電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行求解，對(duì)于這部分知識(shí)主要在平時(shí)加強(qiáng)訓(xùn)練．