Question

若用伏安法探究一只规格为“4V，2W”小灯泡的伏安特性，现有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻10kΩ）
B．电压表（0～10V，内阻20kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．学生电源（直流6V），开关、导线若干
（1）实验中所用电压表应选用

A

，电流表应选用

D

（用序号字母表示）．
（2）在方框内画出实验电路图．
（3）某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图所示），若直接用电动势为2.8V、内阻为2Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是

0.80

W（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，根据灯泡额定电压选择电压表，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表．
（2）探究小灯泡的伏安特性电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法，然后作出实验电路图．
（3）在同一坐标系内作出电源的U-I图象，该图象与灯泡U-I图象的交点是用该电源给小灯泡供电时的电压与电流，由图象求出电压与电流，然后由P=UI求出灯泡实际功率．

解答：解：（1）因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故只能选用0～5V的电压表，故选A；由P=UI得，灯泡的额定电流I=

P

U

=

2

4

=0.5A；故电流表应选择0～0.6A的量程，故选D；
（2）探究小灯泡的伏安特性，电表示数应从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常公式时的电阻R=

U

I

=

4V

0.5A

=8Ω，

R

RA

=

8Ω

0.4Ω

=20，

RV

R

=

10000Ω

8Ω

=1250，

RV

R

＞

R

RA

，电流表应采用外接法，电路图如图所示．
（3）在小灯泡的U-I图象中作出电源的U-I图象如图所示，由图象可知，
用该电源给灯泡供电时，灯泡两端电压为2V，通过灯泡的电流为0.4A，
灯泡实际功率P=UI=2.0V×0.4A=0.80W．
故答案为：（1）A；D（2）电路图如图所示；（3）0.80．

点评：本题考查实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还应明确内外接法的不同及判断．关于I-U图象有两种形式，一种表示电源，一种表示导体，两条图象的交点表示该导体接在该电源的电路中了．