Question

某同學從實驗室中找到一只小燈泡，上邊標稱功率值為0.75W，額定電壓值已模糊不清了，為了得到額定電壓值．他先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約2Ω．然后拫據(jù)公式計算出該燈泡的額定電壓U=

PR

=

2×0.75

V=1.23V．該同學懷疑所得電壓值不準確，于是．他利用表（I）中可供選擇的實驗器材設計一個電路進行測量．當電壓達到1.23V時，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很弱，于是，該同學繼續(xù)緩慢地增加電壓，當達到2.70V時．發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮，立即斷開開關，通過表（2）中記錄的數(shù)據(jù)進行分析．
表一：實驗器材

電壓表V	量程3V，內阻約3KΩ
電流表A1	量程150mA，內阻約2Ω
電流表A2	量程500mA，內阻約0.6Ω
滑線變阻器R1	0～20Ω
滑線變阻器R2	0～50Ω
電源E	電動勢4.0V，內阻不計
開關S和導線

表二：實際測量的電壓、電流值

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.70
I/mA	80	155	195	227	255	279	310

試完成下列實驗要求：
（I ）拫據(jù)表（2）中的實驗數(shù)據(jù)，在給出的方格紙內畫圖．并從圖線上分析該燈的額定電壓到底為多少

 

；與一開始的計箅相比．是大還是小？為什么

 

．
（II）從表（2）中的實驗數(shù)據(jù)可以分析，該同學實驗時所選擇的電路應為下列四個電路圖中的

 

圖；所用的電流表為

 

；滑線變阻器為

 

．

Answer 1

分析：通過描點法作出U-I圖象，由圖象根據(jù)題意可以得出額定電壓值；根據(jù)求出的額定電流值可以選出電流表；
根據(jù)題目中給出的數(shù)據(jù)可以大致得出滑動變阻器的阻值，再根據(jù)分壓和限流接法的特點可以得出電路的接法．

解答：解：先分析表中電壓和電流的大小，恰當選取縱橫坐標軸的標度，所畫圖線如圖所示．從圖線上可以看出，在電壓等于2.20V時，通過計算其功率約為0.6W，在電壓為2.70V時，計算出功率約為0.84W，所以其額定電壓必在2.70伏以下2.20伏以上．由此，從圖線上很快找出2.5V的這一點，電流約0.3安，則其功率約為0.75W，于是得到該燈的額定電壓為2.5V．
從題給條件可知，為了安全性毫安表需選用A₂，并且需外接，在控制電路中，當采用限流式接法時，通過表中第一組數(shù)據(jù)可以求出可變電阻R約為

4-0.2

0.08

=47.5Ω，故選用變阻器R₂完全可以滿足要求．若采用分壓式接法，由于燈泡的電阻在

2.5

0.3

=8.3Ω以下，用變阻器R₁ 和R₂都不便于操作，所以應采用限流式，變阻器選R₂，電路圖選A．
故答案為：
（Ⅰ）2.5V 燈絲是非線性元件，阻值隨溫度升高而增大
（Ⅱ）A A₂ R₂

點評：本題對學生要求較高，并且不按常規(guī)出題，考查學生能否真正把握所學規(guī)律并且能學以致用；
通過對燈泡冷態(tài)電阻的測量，得到的電壓雖然不正確，但由于它低于額定電壓，所以從安全的角度考慮，這一步還是必要的．