Question

某同學(xué)想通過(guò)“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的方法來(lái)測(cè)量一小燈泡的額定功率．所用器材如下：
Ⅰ．待測(cè)小燈泡一只：額定電壓為2.5V，電阻約為幾歐
Ⅱ．電壓表一只：量程為3V，內(nèi)阻約為3kΩ
Ⅲ．電流表一只：量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω
Ⅳ．滑動(dòng)變阻器一只，干電池兩節(jié)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干
（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中補(bǔ)全測(cè)量小燈泡額定功率的電路圖．
（2）圖甲中開關(guān)S閉合之前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于

 

（選填“A端”、“B端”或“AB正中間”）；
（3）若該同學(xué)測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞，他找來(lái)一塊萬(wàn)用表代替電壓表測(cè)量燈泡的電壓，則萬(wàn)用表的

 

（選填“紅”、“黑”）表筆應(yīng)該與燈泡的左端相連．
（4）該同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)作出了小燈泡的伏安特性曲線，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為

 

W；若將小燈泡直接與電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)阻r=7.5Ω的電源相連，小燈泡的功率為

 

W．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）通過(guò)燈泡的電阻與電流表、電壓表內(nèi)阻比較，分析其是大電阻還是小電阻，確定電流表的內(nèi)外接．
（2）滑動(dòng)變阻器運(yùn)用分壓式接法，電鍵閉合前，使得測(cè)量電路部分處于短路，起保護(hù)作用．
（3）萬(wàn)用表測(cè)電壓時(shí)，萬(wàn)用表的紅表筆應(yīng)該與正極相連，黑表筆與負(fù)極相連．
（4）從伏安特性圖線中找出電壓為2.5V時(shí)的電流，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率．作出電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)阻r=7.5Ω的電源的I-U圖線，與伏安特性圖線的交點(diǎn)橫縱坐標(biāo)表示此時(shí)的電流和電壓大小，從而根據(jù)P=UI求出實(shí)際功率

解答：解：（1）燈泡的電阻約為幾歐，遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法．電路圖如圖所示．

（2）圖甲中開關(guān)S閉合之前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于B端，使得閉合電鍵后，測(cè)量電路部分處于短路狀態(tài)，電壓表、電流表示數(shù)為0，起保護(hù)作用．
（3）萬(wàn)用表測(cè)電壓時(shí)，萬(wàn)用表的紅表筆應(yīng)該與正極相連，黑表筆與負(fù)極相連．燈泡的左端是負(fù)極，所以萬(wàn)用表的黑表筆燈泡的左端相連．
（4）當(dāng)U=2.5V時(shí)，電流I=0.44A，所以額定功率為：P=UI=2.5×0.44W=1.1W．
作出電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)阻r=7.5Ω的電源的I-U圖線，如圖，
交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流分別為：1.0V、0.28A，所以實(shí)際功率為：P=UI=1.0×0.28=0.28W．
故答案為：（1）如圖所示
（2）B端
（3）黑
（4）1.1，0.28．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握電流表內(nèi)外接選擇的方法，難點(diǎn)是與電源連接求實(shí)際功率，因?yàn)闊襞莸碾娮枋请SU的變化而變化的，所以必須用圖象的方法來(lái)解決．