Question

19．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，使用的小燈泡標(biāo)有“10V 5W”的字樣，其他可供選擇的器材有：A．電壓表V₁（量程15V，內(nèi)阻80kΩ）　　　　　　　
B．電壓表V₂（量程6V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻0.2Ω）　　　　　　　　
D．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）　　　　　
F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～20Ω，2A）
G．學(xué)生電源E（8～12V）　　　　　　　　　　　　　　　 　　
H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干
某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I，繪成U-I關(guān)系曲線如圖甲所示．
（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F；（均填寫器材對(duì)應(yīng)的字母序號(hào)）
（2）在虛線框乙中畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖；
（3）現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡接到如丙圖所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R=38Ω，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為0.38W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）明確燈泡的額定值，從而根據(jù)安全和準(zhǔn)確性原則確定電表和滑動(dòng)變阻器；
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)要求，確定滑動(dòng)變阻器以及電流表的接法，從而確定電路；
（3）根據(jù)燈泡的伏安特性曲線進(jìn)行分析，作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，從而由P=UI求解實(shí)際功率．

解答 解：（1）因燈泡的額定電壓為10V，故電壓表應(yīng)選擇15V的量程A；由P=UI可知，燈泡額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{5}{10}$=0.5A，故電流表應(yīng)選擇D；
由于采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總電阻較小的F；
（2）由于本實(shí)驗(yàn)中電壓由零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法，原理圖如圖所示；
（3）電壓電動(dòng)勢(shì)為10V，將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，則等效內(nèi)阻為40Ω，在對(duì)應(yīng)的燈泡伏安特性曲線中作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可知，電流I=0.19A，電壓U=2.0V，則功率P=UI=2.0×0.19=0.38W；
故答案為：（1）A，D，F(xiàn)；（2）如圖所示；（3）0.38．

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)電路，同時(shí)注意明確燈泡的伏安特性曲線的性質(zhì)，明確其電阻隨溫度的升高而變化，故在求解實(shí)際功率時(shí)要應(yīng)用圖象求解．