Question

物理興趣小組的同學們從實驗室中找到一只小燈泡，上邊標稱功率值為0.75W，額定電壓值已模糊不清。他們想測定其額定電壓值，于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約2Ω，然后根據(jù)公式計算出該燈泡的額定電壓U ==V =1.23V。他們懷疑所得電壓值不準確，于是，再利用下面可供選擇的實驗器材設計了一個電路進行測量。當電壓從0V開始增大,達到1.23V時，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很弱，繼續(xù)緩慢地增加電壓，當達到2.70V時，發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮，立即斷開開關，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。
A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
B．電流表A₁（量程150mA，內(nèi)阻約2Ω）
C．電流表 A₂（量程500mA，內(nèi)阻約0.6Ω）
D．滑線變阻器R₁（0－20Ω）
E．滑線變阻器R₂（0－50Ω）
F．電源E（電動勢4.0V，內(nèi)阻不計）
G．開關S和導線若干

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
U/v	0	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.70
I/mA	0	80	155	195	227	255	279	310

 
請你根據(jù)實驗要求，幫助他們完成實驗分析：
小題1:根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在給出的方格紙內(nèi)作出U—I圖線，并從圖線上分析該燈的額定電壓應為________V；這一結果大于一開始的計算結果，原因是___________________。

小題2:從表中的實驗數(shù)據(jù)可以分析，他們實驗時所選擇的最佳器材：電流表選擇________（填A₁或A₂）；滑線變阻器選擇________ （填R₁或R₂）。
小題3:從實驗時所選擇的最佳器材畫出實驗電路圖

Answer 1

小題1:2.5     V ；燈泡冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻(或燈絲電阻隨溫度的升高而增大)
小題2:A₂           ；      R₁   
小題3:

小題1:作出U—I圖線，如圖所示。

由圖線得，電壓等于2．5V時，電流約0．3A，其功率約為0．75W，即該燈的額定電壓為2．5V。
燈泡電阻隨溫度升高而變大，故一開始的計算結果偏小。或者燈泡冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻（或答燈泡電阻隨溫度升高而變大，意思對就可以給分）
小題2:由記錄的數(shù)據(jù)可知，毫安表需選用A₂，并且需外接，在控制電路中，當采用限流式接法時，通過表中第一組數(shù)據(jù)可以求出可變電阻R約為（4－0．2）/0．08＝47．5Ω，故選用變阻器R₂完全可以滿足要求；若采用分壓式接法，由于燈泡的最大電阻約2．5/0．3＝8．3Ω，變阻器R₁與燈泡并聯(lián)部分的最大阻值約為16．7Ω（電動勢為4V），滑動觸頭在阻值0~16．7Ω間滑動，也可以比較方便地進行操作
小題3:當采用限流式接法時，通過表中第一組數(shù)據(jù)可以求出可變電阻R約為（4－0．2）/0．08＝47．5Ω，故選用變阻器R₂完全可以滿足要求，電路圖選（A）。

若采用分壓式接法，由于燈泡的最大電阻約2．5/0．3＝8．3Ω，變阻器R₁與燈泡并聯(lián)部分的最大阻值約為16．7Ω（電動勢為4V），滑動觸頭在阻值0~16．7Ω間滑動，也可以比較方便地進行操作，電路圖如下：