Question

1．在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，采用的儀器有：
①電源E（電動勢6V，內阻r=2Ω）；
②標號為“4.0V，1.6W”的小燈泡L；
③電流表A₁（量程0.6A，內阻約2Ω）；
④電流表A₂（量程為3A，內阻約0.5Ω）
⑤電壓表V（量程SV，內阻約15kΩ）；
⑥滑動變阻器R₁（最大阻值l0Ω）；
⑦滑動變阻器R₂（最大阻值200Ω）；
⑧開關S，導線若干．
（1）實驗中要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續(xù)可調．則滑動變阻器須選用R₁（填“R₁或R₂”），電流表須選用A₁（填“A₁或A₂”）．
（2）請在圖1虛線方框中設計出實驗所用的電路原理圖．

（3）如圖2所示為某同學根據(jù)正確的實驗電路圖所測的幾組數(shù)據(jù)畫出的I-U圖象，如果把兩個這樣的燈泡和R₀=18Ω的定值電阻串聯(lián)起來接在電源E（電動勢6V，內阻r=2Ω）上，如圖3，則每只燈泡消耗的實際功率為0.2W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗要求及給出的額定值可以選擇對應的電表和滑動變阻器；
（2）根據(jù)實驗要求選擇滑動變阻器接法以及電流表的接法；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可明確對應的圖象，與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點．

解答 解：（1）實驗中要求電壓從零開始調節(jié)，故滑動變阻器應選擇總阻值較小的R₁；由P=UI可知，燈泡的額定電流為0.4A，故電流表應選擇 A₁；
（2）根據(jù)實驗要求可知，本實驗采用分壓接法，同時因燈泡內阻較小，故應采用電流表外接法；電路圖如圖所示；
（3）將R₀等效為電源內阻，則可視為兩燈泡與電動勢為6V，內阻為r=18+2=20Ω的電阻串聯(lián)；設燈泡電壓為U，電流為I；由閉合電路歐姆定律可知：
E=2U+Ir
代入數(shù)據(jù)解得：
6=2U+20I；
即I=0.3-0.1U；
在對應燈泡伏安特性曲線中作出以上對應圖象，圖象的交點為燈泡的工作點，如圖所示； 燈泡的電壓為1V，電流為0.2A，則可知燈泡的實際功率P=UI=0.2×1=0.2W；
故答案為：（1）R₁；A₁；（2）如圖所示；（3）0.2．

點評 本題考查燈泡伏安特性曲線實驗；要注意明確實驗原理，能正確選擇實驗電路及儀表的選擇，同時掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法．