Question

20．（1）为描绘某一额定电压为3V的小灯泡的U-I曲线，先用多用电表的欧姆档粗测其电阻，读数情况如图（1），则小灯泡的电阻R₁=6Ω，若接着再用该表测量一阻值约2kΩ的电阻的阻值，则选择开关应该置于×100倍率档位，换挡后，在测电阻之前，应该先将红黑表笔接触进行欧姆调零．
（2）实验时，已有已知满足要求的电流表，但无合适的电压表，为了把已知偏电流I_g=3mA，内阻R_g=100Ω的表头改装成量程为3V的电压表，需串联一个阻值R=900Ω的电阻；
（3）现将改装后的电压表接入如图（2）的电路进行实验，得到如表的数据，请在图（3）所给的坐标系中描绘出小灯泡的伏安特性曲线；

U/V	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

（4）若将该灯泡直接接到电动势E=2V，内阻r=10Ω的电源两端，根据前面提供的信息，可以求得该灯泡实际消耗的功率为P=0.091W．

Answer 1

分析 换档后要电路变化了要重新进行欧姆调零．再测量读数，读数要乘以倍率．用描点法作出图象．
把电流计改装成电压表需要串联一个分压电阻，由串联电路特点与欧姆定律求出串联电阻阻值．
由于灯泡的电阻随温度的变化而变化，故不能直接由闭合电路欧姆定律求电流；根据小灯泡的伏安特性曲线，求出灯泡的电压、电流根据P=UI可以求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）用多用电表的欧姆档测某一额定电压为3V的小灯泡的电阻，读数情况如图2，则小灯泡的电阻R_L=6.0Ω；
接着再用该电表测量阻值约2kΩ的电阻的阻值，则选择开关应该置于×100倍率档位；换档后，在测电阻之前，应该先进行欧姆调零．
（2）把电流计改装成电压表需要串联一个分压电阻，
分压电阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{0.003}$-100=900Ω；
（3）将表中数据描点后用平滑的曲线连接即可，图象如图所示：

（4）画出电源的U-I曲线，与小灯泡伏安曲线的交点对应的电压和电流即为此时小灯泡的实际电压与电流，根据P=UI即可求得实际功率；
根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，则有U=2-10I，画出U-I图象如图所示，
交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为0.7V，电流I=O.13A，
所以实际功率为：P=UI=0.7×0.13W=0.091W
故答案为：（1）6、×100、将红黑表笔接触进行欧姆调零
（2）900
（3）如图；
（4）0.091

点评 学会多用电表的使用，能根据实验数据用描点法作图．本题的难点在于球灯泡的时间功率，因为灯泡的电流随电压的变化而变化，只能通过作图法解决．