Question

若用伏安法探究一只規(guī)格為“4V，2W”小燈泡的伏安特性，現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻10kΩ）
B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1Ω）
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
E．滑動變阻器（10Ω，2A）
F．學(xué)生電源（直流6V），開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）實驗中所用電壓表應(yīng)選用

A

，電流表應(yīng)選用

D

（用序號字母表示）．
（2）在方框內(nèi)畫出實驗電路圖．
（3）某同學(xué)根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線（如圖所示），若直接用電動勢為2.8V、內(nèi)阻為2Ω的電源給該小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是

0.80

W（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）儀表的選擇應(yīng)本著安全準確的原則；電壓表要測量燈泡兩端的電壓，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．
（2）探究小燈泡的伏安特性電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后作出實驗電路圖．
（3）在同一坐標系內(nèi)作出電源的U-I圖象，該圖象與燈泡U-I圖象的交點是用該電源給小燈泡供電時的電壓與電流，由圖象求出電壓與電流，然后由P=UI求出燈泡實際功率．

解答：解：（1）因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確，故只能選用0～5V的電壓表，故選A；由P=UI得，燈泡的額定電流I=

P

U

=

2

4

=0.5A；故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D；
（2）探究小燈泡的伏安特性，電表示數(shù)應(yīng)從零開始變化，則滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；燈泡正常公式時的電阻R=

U

I

=

4V

0.5A

=8Ω，

R

RA

=

8Ω

0.4Ω

=20，

RV

R

=

10000Ω

8Ω

=1250，

RV

R

＞

R

RA

，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）在小燈泡的U-I圖象中作出電源的U-I圖象如圖所示，由圖象可知，
用該電源給燈泡供電時，燈泡兩端電壓為2V，通過燈泡的電流為0.4A，
燈泡實際功率P=UI=2.0V×0.4A=0.80W．
故答案為：（1）A；D（2）電路圖如圖所示；（3）0.80．

點評：本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．關(guān)于I-U圖象有兩種形式，一種表示電源，一種表示導(dǎo)體，兩條圖象的交點表示該導(dǎo)體接在該電源的電路中了．