Question

【题目】某同学在探究规格为“7V,3.5W”的小灯泡的伏安特性曲线实验中:

(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,将选择开关旋至“欧姆x1”挡进行测量,正确操作后,欧姆表盘示数如图甲所示,读出小灯泡的电阻为________Ω。

(2)该同学采用图乙所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器(阻值范围0-20Ω,额定电流1.0A),L为待测小灯泡,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A，内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关

①在实验过程中,开关S闭合前滑动变阻器的滑片P应置于最________端；(填“左”或“右”)

②在实验过程中,已知各元器件均无障碍,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是_____点至_____点的导线没有连接好；(空格中请填写图乙中的数字,如“2点至3点”的导线)。

③该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图丙所示,将该小灯泡直接接在电动势为8v,内阻为10Ω的电源两端,小灯泡的实际功率为____ W;若将两个这样的灯泡串联后再与一定值电阻R0(R0=20Ω)串联,再接在上述电源两端,则每个小灯泡的实际功率为______W。

(结果均保留两位有效数字。若需作图,请在图丙中保留作图痕迹)

Answer 1

【答案】12.0； 左； 1； 2； 1.6； 0.20

【解析】

滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前分压电路电压应最小，根据电路图确定滑片位置．

滑动变阻器采用分压接法，灯泡电压与电流可以从零开始变化，滑动变阻器采用限流接法时，电压与电流不可能从零开始变化；

根据闭合电路欧姆定律，得到电灯的实际电压与电流的关系式，在丙图上作出图象，此图象与电灯的伏安特性曲线的交点，表示电灯实际工作状态，读出交点的电压和电流，求出电灯的实际功率。

(1)由图甲可知，小灯泡的电阻为12.0；

(2) ①滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前分压电路电压应最小，根据电路图确定滑片位置；

②闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，可能是1点到2点间的导线没有接好，滑动变阻器实际上被接成了限流接法；

(3) 将该小灯泡直接接在电动势为8v,内阻为10Ω的电源两端时，由闭合电路欧姆定律有：

即，在图丙中如右侧直线，

将两个这样的灯泡串联后再与一定值电阻R0(R0=20Ω)串联,再接在上述电源两端时，由闭合电路欧姆定律有：

，即，所以每个灯泡两端电压与电流的关系为：

，如丙图中左侧直线；

在图丙所示坐标系内作出I-U图象如图所示

由图象可知，右边直线与曲线的交点为工作点即小灯泡中的电流为0.4A，两端电压为4V，所以灯泡的实际功率为P=UI=4×0.4=1.6W，

灯泡的实际功率P=UI=2×0.3=0.6W；

左边直线与曲线的交点为工作点即每个小灯泡中的电流为0.20A，每个灯泡两端的电压为1V，所以每个灯泡的实际功率为P=UI=0.20W。