Question

某課外學(xué)習(xí)小組想描繪標(biāo)有“4V、2W”的小燈泡的U-I圖象，除導(dǎo)線和開關(guān)外還備有以下器材可供選擇：
A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電流表（量程3.0A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
C．電壓表（量程5.0V，內(nèi)阻約為5kΩ）
D．電壓表（量程15.0V，內(nèi)阻約為15kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為200Ω，額定電流100mA）
F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流1.0A）
G．電源（電動(dòng)勢為6.0V，內(nèi)阻約為1.5Ω）

（1）實(shí)驗(yàn)中所用的電流表應(yīng)選

 

；電壓表應(yīng)選

 

；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

 

．（只需填器材前面的字母代號）
（2）將圖甲中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)所需的電路（有兩根導(dǎo)線已經(jīng)接好）．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于最

 

端．（填“左”或“右”）
（3）經(jīng)過正確的操作，測得的數(shù)據(jù)如下表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8	3.2	3.6	4.0
I/A	0	0.12	0.22	0.30	0.36	0.40	0.43	0.46	0.48	0.49	0.50

請?jiān)趫D乙中描點(diǎn)畫出小燈泡的U-I曲線．
（4）若某干電池的端電壓U與電流I的關(guān)系如圖乙中圖線a所示，那么將本題中的小燈泡接在該干電池的兩端時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）選擇器材的原則是安全、精確，通過小燈泡的額定電壓和額定電流從精確的角度選擇電壓表和電流表的量程，從測量誤差大小的角度選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
（2）通過燈泡的電阻是大電阻還是小電阻判斷電流表的內(nèi)接法還是外接法．電壓和電流需從0開始測起，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．閉合電鍵時(shí)，要讓測量電路處于短路狀態(tài)，使得初始狀態(tài)電壓和電流為零．
（3）用平滑的曲線描點(diǎn)作圖．
（4）電源的伏安特性曲線與小燈泡伏安特性曲線兩線的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知燈泡的電流與電壓，
由P=UI可求得燈泡的實(shí)際功率．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為4V，則電壓表的量程選用5.0V的，燈泡的額定電流：
I=

P

U

=

2

4

=0.5A，則電流表量程選用0.6A的，
最大阻值200Ω的滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)，使得電路中的電流太小，測量誤差較大，所以選用最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器．故選A、C、F．
（2）燈泡正常工作時(shí)的電阻R=

U2

P

=

16

2

=8Ω，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，所以電流表采用外接法，電壓和電流需從0開始測起，所以滑動(dòng)變阻器需采用分壓式接法．實(shí)物連線圖如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于最左端，保護(hù)測量電路部分．
（3）用平滑的曲線描點(diǎn)作圖，如圖乙中b線．
（4）電源的伏安特性曲線與小燈泡伏安特性曲線兩線的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知燈泡的電流為0.4A，燈泡的電壓為2.0V，則P=UI=0.4A×2.0V=0.8W．
故答案為：（1）A、C、F；
（2）實(shí)物圖如圖甲；左；
（3）U-I圖線如圖乙中b；
（4）0.8W．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，掌握滑動(dòng)變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，以及電流表內(nèi)外接的區(qū)別．