Question

13．有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）；      B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）；
C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）；       D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）；
E．滑动变阻器（10Ω，2A）；           F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）；
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）．

（1）某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光情况是不发光．要求小灯泡的电压从零开始增大，应选择图乙中的电路图是b．（填“a”或“b”）
（2）用正确的电路进行测量，电压表应选用A，电流表应选用D．（用序号字母表示）
（3）滑动变阻器应选用E．（用序号字母表示）
（4）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为9.7Ω．
（5）若将此灯泡连接在另一电动势为3V、内阻为5Ω的电源上，灯泡的实际功率为0.43W（此空答案取两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，从而确定对应的电路接法；
（2）根据小灯泡的额定电压可以选出电压表，根据灯泡的额定功率可求出额定电流，则可确定出电流表；
（3）根据滑动变阻器的接法可选出滑动变阻器；
（4）由图可知灯泡的电压和电流，再根据欧姆定律可求得电阻大小；
（5）在I-U图象中作出灯泡的伏安特性曲线，两图的交点为灯泡的工作点，由图可知电压和电流，由P=UI可求得电功率．

解答 解：（1）由于电压表串联在电路中，故电路中电流很小，小灯泡不发光；题目中要求多测几组数据，故滑动变阻器采用分压接法；灯泡内阻较小；故电流表选用外接法；故应选b电路；
（2）由题意可知，灯泡的额定电压为2.8V，故电压表的量程应大于2.8V，故电压表应选3V量程，故选A；
由P=UI可得电流为：I=0.29A，故电流表应选D；
（3）本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选E；
（4）由图可知，当电压为2.8V时，电流为：I=0.29A，故电阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.8}{0.29}$=9.7Ω：
（5）在I-U图象中作出灯泡的伏安特性曲线如图所示，则由图可知，灯泡的工作电压为1.8V，电流为0.24A，则实际功率为：
P=UI=1.8×0.24=0.43W；
故答案为：（1）不发光；b；（2）A；D；（3）E；（4）9.7；（5）0.43．

点评 本题考查测量小灯泡的伏安特性曲线，要注意电表的正确选择；明确电路的接法，会利用欧姆定律进行分析求解，注意由于灯泡电阻随温度的变化而变化，故应注意正确应用伏安特性曲线进行分析工作状态．