Question

16．有一只標識為“2.5V，0.5A”的小燈泡，小華想測定其伏安特性曲線，實驗室所供選擇的器材除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：

編號	器材名稱	規(guī)格與參數(shù)
A	電源E	電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計
B	電流表A1	量程0-10mA，內(nèi)阻200Ω
C	電流表A2	量程0-600mA，內(nèi)阻2Ω
D	電阻箱R	阻值999.99Ω
E	滑動變阻器R1	最大阻值10Ω
F	滑動變阻器R2	最大阻值2kΩ

（1）為了達到實驗目的需要組裝一個量程為3.0V的電壓表，那么電阻箱的阻值應調(diào)到100Ω；
（2）為了減小實驗誤差，實驗中滑動變阻器應選擇E（選填器材前面的編號）；
（3）請幫助小華設計一個電路，要求使誤差盡量小，并將電路圖滑在圖1虛線框內(nèi)；

（4）小華在實驗中用電流表和改裝后的電壓表測得數(shù)據(jù)并記錄在下表中，請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖2方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線；

電壓U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

（5）將一個電動勢為1.5V，內(nèi)阻為3Ω的電源直接接在該小燈泡的兩端，則該小燈泡的實際功率為0.2W（結果保留1為有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，根據(jù)電路的改裝規(guī)律可明確電阻箱應接入電阻；
（2）根據(jù)滑動變阻器的作用可確定應選擇的滑動變阻器；
（3）根據(jù)實驗原理進行分析，從而明確應采用的電路圖；
（4）根據(jù)描點法可得出對應的圖象；
（5）在燈泡伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點表示燈泡的工作點，從而確定電壓和電流，由功率公式即可確定電功率．

解答 解：（1）由題意可知，本實驗應采用伏安法測量伏安特性曲線，由表中數(shù)據(jù)可知，電流大小最大約為0.49A，因此電流表應采用A₂，故只能采用A1與電阻箱串聯(lián)的方式進行改裝，由串并聯(lián)電路規(guī)律可知，R=$\frac{3}{0.01}-200$=100Ω；
（2）由于本實驗采用滑動變阻器分壓接法，所以只能選用總阻值較小的E；
（3）本實驗應采用滑動變阻器分壓接法，由于電流表內(nèi)阻較小，故應采用電流表外接法，故原理圖如圖所示；
（4）根據(jù)描點法可得出對應的伏安特性曲線如圖所示；
（5）在燈泡伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點表示燈泡的工作點，由圖可知，電壓U=0.8V，電流I=0.22A，則功率P=UI=0.8×0.22≈0.2W．
故答案為：（1）100（2）E（3）如圖所示（4）如圖所示（5）0.2

點評 本題考查描繪燈泡伏安特性曲線實驗中的實驗原理、儀表選擇以及數(shù)據(jù)處理，要注意明確本實驗主要采用滑動變阻器分壓接法和電流表外接法，同時數(shù)據(jù)處理時一定要注意圖象的正確應用．