Question

15．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，使用的小燈泡標(biāo)有“6V　3W”的字樣，其他可供選擇的器材有：
A．電壓表V₁（量程6V，內(nèi)阻20kΩ）     
B．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻0.2Ω）
C．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻1Ω）     
D．滑動變阻器R₁（0～1 000Ω，0.5A）
E．滑動變阻器R₂（0～20Ω，2A）        
F．學(xué)生電源E（6～8V）
G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干
某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I，繪成U-I關(guān)系曲線如圖甲所示．
（1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用C（填B或C），滑動變阻器應(yīng)選用E（填D或E）；
（2）在虛線框乙中畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖
（3）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，其原因是隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（4）若將該小燈泡接在電動勢為6V，內(nèi)阻為4Ω的電源兩端，則燈泡實(shí)際消耗的功率為1.89 W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)通過小燈泡最大電流選擇電流表，實(shí)驗(yàn)采用滑動變阻器分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）先判斷實(shí)驗(yàn)電路電流表和滑動變阻器的接法，再作出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可知電阻在變大，分析電阻變化的原因即可；
（4）作出電源的U-I圖象，求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡實(shí)際消耗的功率．

解答 解：（1）由圖甲所示圖象可知，通過小燈泡最大電流為0.5A，電流表選擇C；描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)采用滑動變阻器分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選擇最大阻值較小的E．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻約為R=$\frac{6}{0.5}Ω$=12Ω，電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表內(nèi)阻為20kΩ，相對來說電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，故電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可從圖甲得知小燈泡的電阻在增大，原因是：隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（4）在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象如圖所示；兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值是該電源給燈泡供電時(shí)燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，由圖象可知，燈泡兩端電壓U=4.2V，電流I=0.45A，燈泡實(shí)際功率P=UI=4.2V×0.45A=1.89W．

故答案為：（1）C；　E；
（2）如圖所示；
（3）隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（3）1.89；

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、作實(shí)驗(yàn)電路圖、求燈泡實(shí)際功率；另外作電路圖時(shí)要注意判斷滑動變阻器和電流表的接法．