Question

【题目】某同学拟探究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，所用小灯泡标有“2.5V 0.3A”字样，并提供有以下器材：

A．电压表V（0～1V，内阻rV＝3kΩ）

B．电流表A（0～50mA，内阻rA＝9Ω）

C．电阻箱R1（0～999.9Ω）

D. 电阻箱R2（0～9999.9Ω）

E．滑动变阻器R3（0～10Ω）

F．滑动变阻器R4（0～2kΩ）

G．直流电源E（电动势12V，内阻不计）

H．开关S及导线若干

①为了提高测量的准确度和调节方便：

a.对电压表、电流表进行了改装，将电压表的量程扩为（0~3V），需串联电阻_______Ω；将电流表的量程扩为（0~0.5A），需并联________Ω。

b.请在图虚线框中画出实验电路图，并将选用器材的符号准确标注在电路图中__________________：

②a.如图描绘出了“小灯泡的伏安特性曲线”，下列能正确反映小灯泡的功率随灯泡电压变化的图形是__________

b. 将电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω的电源与定值电阻R0=9.0Ω和该小灯泡串联，如图所示，则灯泡的实际功率P= ______W(结果保留一位有效数字)，电源的效率=___________。

Answer 1

【答案】6000Ω 1Ω A 0.2 W 93.3％

【解析】

①a．将电压表的量程扩为（0~3V），所以串联的电阻要分压2V，由串联电路中电压分配按电阻分配可知，要串联的电阻为，将电流表的量程扩为（0~0.5A），所以并联的电阻分流为500mA，由并联电路中电流与电阻成反比，所以并联的电阻为；

b．电压表改装由于要串联的电阻，所以应选用电阻箱与其串联，电流表改装要并联的电阻，所以选用电阻箱与其并联，为了提高测量的准确度和调节方便，灯泡中的电流应从0开始变化，所以滑动变阻器应用分压式，所以应选总阻值较小的即，电路图如图

；

②a.由公式可知，小灯泡的功率随灯泡电压变化的图形过坐标原点，开口向上的抛物线，故A正确；

b.由闭合电路欧姆定律得：，将图线画入灯泡伏安特性曲线中，如图

由图可知，此时小灯泡的工作电压为1V，电流为0.2A，所以功率为0.2W，

电源的效率为：。