Question

2．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V  2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的 U-I圖線，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(dòng)變阻器（5Ω，1A）
F．滑動(dòng)變阻器（500Ω，0.2A）
（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用D．為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓表從零開(kāi)始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E（用序號(hào) 字母表示）．
（2）請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖2中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連 接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖．
（3）根據(jù) U-I 圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為 1.6V 時(shí)，燈泡的電阻為7.3Ω，電功率為0.35W．

Answer 1

分析 （1）明確燈泡的額定值，根據(jù)安全和準(zhǔn)確性原則選擇電流表和電壓表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定滑動(dòng)變阻器接法，從而確定滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，從而確定滑動(dòng)變阻器接法以及電流表接法；
（3）根據(jù)圖象可求得電流和電壓，再由歐姆定律求出電阻，由P=UI可求得電功率．

解答 解：（1）燈泡額定電為4V，故電壓表應(yīng)選擇5V的量程；由P=UI可知，電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A，故電流表應(yīng)選擇D；由于本實(shí)驗(yàn)要求電壓表從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用分壓接法，滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的E；
（2）由（1）的分析可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；燈泡內(nèi)阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.5}$=8Ω，則可知R_L＜$\sqrt{{R}_{v}{R}_{L}}$=$\sqrt{10000×0.4}$=63，故應(yīng)采用電流表外接法；電路圖如圖所示，根據(jù)電路圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
（3）由圖可知，當(dāng)電壓為1.6V時(shí)，電流為0.22A，故電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6}{0.22}$=7.3Ω；
電功率為：P=UI=1.6×0.22=0.35W．
故答案為：（1）A；D；E；（2）如圖所示；（3）7.3；0.35．

點(diǎn)評(píng) 本題考查燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道本實(shí)驗(yàn)中一般采用滑動(dòng)變阻器分壓接法和電流表外接法，同時(shí)注意燈泡電阻隨溫度的變化而變化，要注意掌握?qǐng)D象的正確應(yīng)用．