Question

4．有一個(gè)額定電壓為2.8V，功率約為0.8W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I-U圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻6kΩ）           
B．電壓表（0～15V，內(nèi)阻30kΩ）
C．電流表（0～3A，內(nèi)阻0.1Ω）          
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）
F．滑動(dòng)變阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄電池（電動(dòng)勢6V，內(nèi)阻不計(jì)）
①該實(shí)驗(yàn)采用電流表外接法 （外接法或內(nèi)接法），滑動(dòng)變阻器采用分壓式（分壓式或限流式）的連接方法，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E．（用序號字母表示）
②通過實(shí)驗(yàn)測得此燈泡的伏安特性曲線如圖所示．由圖線可求得此燈泡在正常工作時(shí)的功率為0.78W．（結(jié)果保留3位小數(shù)）

③若將此燈泡與電動(dòng)勢為6V、內(nèi)阻不計(jì)的電源相連，要使燈泡正常發(fā)光，需串聯(lián)一個(gè)阻值為11.4Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）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(shí)的電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）由圖2所示圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出燈泡電阻．
（3）由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，然后由歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.8V，則電壓表應(yīng)選A；燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.8}{2.8}$≈0.29A，電流表應(yīng)選D；
由圖可知，電流從零開始調(diào)節(jié)；故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法；為方便實(shí)驗(yàn)操作滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E．因燈泡內(nèi)阻較��；故電流表應(yīng)選擇電流表外接法；
（2）由圖2所示圖象可知，燈泡額定電壓2.8V對應(yīng)的電流為0.28A，燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率P=UI=2.8×0.28=0.78W；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，串聯(lián)電阻兩端電壓U_R=U-U_L=6V-2.8V=3.2V，串聯(lián)電阻阻值R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3.2V}{0.28A}$≈11.4Ω；
故答案為：（1）外接法；分壓式；A；D；E；（2）0.78W；（3）11.4．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、求燈泡電阻、串聯(lián)電阻的阻值，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則與方法；由圖象求出燈泡電壓對應(yīng)的電流是正確求出燈泡電阻、串聯(lián)電阻的關(guān)鍵．