Question

6．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，需測量一個(gè)標(biāo)有“3V，1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流．現(xiàn)有如下器材：
直流電源（電動(dòng)勢3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）
電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω）
電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω）
電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約200kΩ）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流300mA）

①在該實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選擇A₂（填“A₁”或“A₂”），電壓表應(yīng)選擇V₁（填“V₁”或“V₂”），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁（填“R₁”或“R₂”）．
②某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h連接成如圖甲所示的電路，請?jiān)诜娇蛑型瓿蓪?shí)驗(yàn)的電路圖．
③該同學(xué)連接電路后檢查所有元器件都完好，電流表和電壓表已調(diào)零，經(jīng)檢查各部分接觸良好．但閉合開關(guān)后，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表和電流表示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為h．
④下表是學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測出的6組數(shù)據(jù)，某同學(xué)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上已畫出了5個(gè)數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，請你畫出第4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并作出該小燈泡的伏安特性曲線

	U（V）	I（A）
1	0	0
2	0.5	0.17
3	1.0	0.30
4	1.5	0.39
5	2.0	0.45
6	2.5	0.49

⑤若將該燈泡與一個(gè)6.0Ω的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中提供的電源兩端，請估算該小燈泡的實(shí)際功率P=0.34W（保留兩位有效數(shù)字）．（若需作圖，可直接畫在第④小題圖中）

Answer 1

分析 ①根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，根據(jù)燈泡額定功率選擇電壓表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
②根據(jù)圖甲所示實(shí)物電路圖，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各電路元件的連接方式作出電路圖．
③滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，電表可以從零開始變化，滑動(dòng)變阻器采用限流接法時(shí)，電表不能從零開始變化．
④根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)坐標(biāo)系中各點(diǎn)作出圖象．
⑤電源與定值電阻整體組成一個(gè)等效電源，在圖象中作出電源的I-U圖象，由圖象找出電路電流與燈泡電壓，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答 解：①燈泡額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，電流表選A₂（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω），
燈泡額定電壓為3V，電壓表選V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），
為保證電路安全，方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選：R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）．
②由實(shí)物電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，
根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖，如圖1所示．
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，電壓表和電流表示數(shù)不能調(diào)為零，
說明滑動(dòng)變阻器采用了限流接法，由電路圖可知，導(dǎo)線h斷了．
④根據(jù)第4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出I-U圖象，如圖2所示．
⑤電源與6.0Ω的定值電阻串聯(lián)組成等效電源，在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，
兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值為，U=1.1V，I=0.31A，燈泡功率P=UI=1.1V×0.31A≈0.34W．
故答案為：①A₂，V₁，R₁；②電路圖如圖1所示；③h；④圖象如圖2所示；⑤0.34．

點(diǎn)評 本題考查描繪燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握數(shù)據(jù)處理的方法，并知道由于燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故只能根據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)，不能直接利用歐姆定律求解．