Question

某同學(xué)測繪標有“12V、5W”的小燈泡的電功率隨電壓變化的圖象，為了使測量盡可能準確，要使小燈泡的兩端電壓從0-12V連續(xù)變化．除了導(dǎo)線和電鍵外，可供選擇的儀路還有：
A．電流表：量程0-0.6A，內(nèi)阻約1歐姆
B．電流表：量程0-3A，內(nèi)阻約0.2歐姆
C．電壓表：量程0-3V，內(nèi)阻約2kΩ
D．電壓表：量程0-15V，內(nèi)阻約為4.5kΩ
E．滑線變阻器：阻值范圍0-20Ω，額定電流2A
F．滑線變阻器：阻值范圍O-2kΩ．額定電流0.5A
G．電池組：電動勢12V，內(nèi)阻不計；
（1）選用器材代號為

A、D、E、G

；
（2）在圖1的方框中畫出實驗電路圖；
（3）某位同學(xué)測得小電珠的伏安特性曲線如圖2所示，某次測量時，電流表讀數(shù)為0.40A，此時小燈泡的實際功率為

2.4

W．

Answer 1

分析：（1）實驗需要電源，根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流選擇電流表，在保證電路安全的前提下，為方便實驗操作選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)一、題目要求確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）由圖象求出電流所對應(yīng)的電壓，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答：解：（1）燈泡額定電壓為12V，因此電壓表選D，燈泡正常發(fā)光時的電流：
I=

P

U

=

5

12

≈0.42A，則電流表選A，在保證安全的前提下為方便實驗操作，
滑動變阻器應(yīng)選E，實驗還需要電源G．
（2）要求小燈泡的兩端電壓從0-12V連續(xù)變化，則滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；
燈泡正常發(fā)光時的電阻R_L=

U2

P

=

(12V)2

5W

=28.8Ω，

RL

RA

=

28.8Ω

1Ω

=28.8，

RV

RL

=

4500Ω

28.8Ω

=156.65，

RV

RL

＞

RL

RA

，電流表應(yīng)采用外接法，實驗電路圖如圖所示．
（3）由圖2所示圖象可知，電流為0.4A時燈泡兩端電壓為6.0V，此時燈泡實際功率P=UI=6V×0.4A=2.4W；
故答案為：（1）A、D、E、G；（2）電路圖如圖所示；（3）2.4．

點評：本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路圖、求燈泡實際功率；確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計實驗電路圖的關(guān)鍵．