Question

13．在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用器材有：電動(dòng)勢(shì)為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電表、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線，要求能測(cè)出盡可能多組數(shù)據(jù)．如圖甲是沒(méi)有連接完成的實(shí)物電路．（已連接好的導(dǎo)線有a、b、c、d、e、f六根）

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完整；
（2）連好電路，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)，則故障的原因是燈泡損壞（各導(dǎo)線均完好）
（3）排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右端滑動(dòng)（選填“左”或“右”）
（4）通過(guò)移動(dòng)滑片P，分別記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的U-I圖線，根據(jù)U-I圖線提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W
（5）現(xiàn)將該燈泡接入如圖丙所示的電路，電源電勢(shì)E=3V，內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻R=10Ω，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為0.225W．

Answer 1

分析 （1）要“描繪小燈泡的伏安特性曲線”則滑動(dòng)變阻器要采用分壓接法；從而可以連好電路圖；
（2）電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明出現(xiàn)斷路，而電壓表有示數(shù)，則說(shuō)明電壓表兩側(cè)的電路完好無(wú)損；
（3）分壓接法中要增大小燈泡兩端的電壓，則要增大與小燈泡并聯(lián)的部分電阻；
（4）根據(jù)圖象直接得出額定電壓所對(duì)應(yīng)的電流從而算出小燈泡的額定功率；
（5）在燈泡伏安特性曲線圖中作出電源的伏安特性曲線，兩圖象的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可知電壓和電流；由P=UI可求得實(shí)際功率、

解答 解：（1）要“描繪小燈泡的伏安特性曲線”則電壓要從0開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，故滑動(dòng)變阻器要采用分壓接法，由于小燈泡為小電阻故電流表要采用外接法，實(shí)物圖連接如圖所示；
（2）電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明出現(xiàn)斷路，而電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表能和電源連接；故只能是與電壓表并聯(lián)的燈泡損壞；
（3）小燈泡的額定電壓為2.5V，而此時(shí)電壓表的示數(shù)為2.2V，故要增大小燈泡兩端的電壓，則應(yīng)該增大滑片P和左端之間的電阻，故應(yīng)將滑片P向右端滑動(dòng)；
（4）由圖可知當(dāng)小燈泡兩端的電壓為小燈泡的額定電壓2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，故小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5×0.2=0.5W；
（5）將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，則相當(dāng)于燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為10Ω的電源兩端，在U-I圖中作出電源的伏安特性曲線，則兩圖象的交點(diǎn)為燈泡的實(shí)際工作點(diǎn)；由圖可知，電壓為1.5V，電流為0.15A；則功率為：P=1.5×0.15=0.225W；

故答案為：（1）連線如圖；（2）燈泡損壞；（3）右；（4）0.5；（5）0.225．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了故障的分析、電流表、滑動(dòng)變阻器的連接，實(shí)物圖的連接，功率的計(jì)算，圖象的理解和運(yùn)用等內(nèi)容，綜合性較大；但只要能明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)題意逐個(gè)小題進(jìn)行分析，能正確應(yīng)用圖象分析問(wèn)題，此題可以順利解決．