Question

4．在描繪一個標有“3V  0.6W“的小燈泡伏安特性曲線的實驗中，要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到3V．已選用的器材有：（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）電池組（電動勢為3.60V，內(nèi)電阻0.5Ω）；電壓表（量程為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）；滑動變阻器（最大阻值20Ω，額定電流1A）；電鍵一個、導(dǎo)線若干．

（1）實驗中電流表應(yīng)選用下列中的A．（填字母代號）
A．直流電流表0～0.3A（內(nèi)阻約0.5Ω）
B．直流電流表0～0.6A（內(nèi)阻約0.2Ω）
（2）實驗中某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖1連接電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.180A，小燈泡亮，則斷路的一根導(dǎo)線為h；若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)均不能調(diào)為零，則斷路的一根導(dǎo)線為c．（填字母代號）
（3）排除故障后，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標系中作出該小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，由圖可知，該燈泡的額定功率是0.63W．
（4）若將該燈泡與一個11.5Ω的定值電阻串聯(lián)，直接接到電池組兩端，則可估算出該小燈泡的實際功率為0.27 W．

Answer 1

分析 1、根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，
2、根據(jù)電路圖與電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．根據(jù)電壓表示數(shù)變化及燈泡的亮度變化明確故障所在；
3、由P=UI求得該燈泡的額定功率；
4、將定值電阻作為內(nèi)阻將電源等效；在I-U圖象中做出等效電源的伏安特性曲線，兩圖象的交點為燈泡的實際工作點，由圖讀出電流值和電壓值則可求得功率．

解答 解：（1）燈泡額定電流I=$\frac{0.6}{3}$=0.2A，則電流表選A，
（2）若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.180A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為h，若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為c．
（3）由小燈泡的伏安特性曲線可讀出當U=3V時，I=0.21A
由P=UI得小燈泡的額定功率為P=3×0.21=0.63W；
（4）將11.5Ω等效到電源內(nèi)部，則總內(nèi)阻r=11.5+0.5=12Ω；在I-U圖象中做出等效電源的伏安特性，
如圖所示，與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點；

由圖可知，燈泡的電壓為U₁=1.6V；電流I₁=0.16A；則總功率P_實=U₁I₁=1.6×0.16=0.27W；
故答案為：（1）A
（2）h；  c
（3）0.63
（4）0.27

點評 要熟記電學(xué)實驗基本要求：伏安法測電阻時注意電流表內(nèi)外接法的選擇方法，當待測電阻值遠小于電壓表內(nèi)阻時，電流表用外接法；當待測電阻值遠大于電流表內(nèi)阻時，電流表用內(nèi)接法．在要求電流或電壓值從零調(diào)時，滑動變阻器應(yīng)用分壓式，此時應(yīng)選阻值小的變阻器．