Question

19．一個小燈泡的額定電壓為2.0V，額定功率約為1.0W，選用下列器材進行實驗，并利用實驗數(shù)據(jù)描繪和研究小燈泡的伏安特性曲線
A．電源E：電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計
B．電壓表V₁：量程為0～3V，內(nèi)阻約為1kΩ
C．電壓表V₂：量程為0～15V，內(nèi)阻約為4kΩ
D．電流表A₁：量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω
E．電流表A₂：量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.6Ω
F．滑動變阻器R₁：最大阻值為10Ω，額定電流為1.0A
G．滑動變阻器R₂：最大阻值為150Ω，額定電流為1.0A
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）實驗中使用的電壓表應(yīng)選用E；電流表應(yīng)選用F；（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）．
（2）實驗中某同學(xué)連接實驗電路如圖甲所示，請你不要改動已連接的導(dǎo)線，在下面的實物連接圖中把還需要連接的導(dǎo)線補上．閉合開關(guān)前，應(yīng)使變阻器滑片放在最左（填“左”或“右”）端．
（3）圖乙是某實驗小組的同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制而成的小燈泡的U-I圖線．
（4）若將實驗中的小燈泡接在電動勢為1.5V、內(nèi)阻為1.5Ω的電源兩端，則小燈泡的實際功率約為0.44（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)額定電壓選擇電壓表，根據(jù)額定電流選擇電流表．
（2）描繪小燈泡伏安特性曲線，要電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后作出實驗電路圖；在閉合開關(guān)前，為保護電路，應(yīng)讓電流由最小開始調(diào)節(jié)；明確分壓式接法的性質(zhì)；
（4）在同一坐標系中作出電源的U-I圖象，該圖象與燈泡U-I圖象的交點坐標值就是用該電源給燈泡供電時的電壓與電流值，然后求出功率．

解答 解：（1）燈泡額定電壓為2V，電壓表應(yīng)選B，燈泡額定電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1}{2}$=0.5A，故電流表應(yīng)選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；
燈泡正常發(fā)光時電阻為R=$\frac{2}{0.5}$=4Ω；電壓表內(nèi)阻為電壓表內(nèi)阻約為1kΩ，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法；實驗電路圖如圖所示；
為保護電路，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于左端讓電流從零開始調(diào)節(jié)；

（4）在燈泡的U-I圖象坐標系中作出電池的U-I圖象，如圖所示；
由圖象可知，用該電池給燈泡供電時，燈泡兩端電壓為1.1V，電流為0.4A，則燈泡實際功率P=UI=1.1×0.4=0.44W．
故答案為：（1）E；F；（2）電路圖如圖所示；左；（4）0.44

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路圖、利用圖象法求燈泡實際功率等問題；要注意明確燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接由歐姆定律求解電流來計算功率；要通過圖象來分析實際電壓和電流，再由P=UI求解功率．