Question

8．在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5V、0.6W”字样，实验室提供的器材有：
A．电流表A₁（内阻约为5Ω、量程为0～25mA）
B．电流表A_2（内阻约为5Ω、量程为0～300mA）
C．电压表V₁（内阻约为5kΩ、量程为0～3V）
D．电压表V₂（内阻约为15kΩ、量程为0～15V）
E．滑动变阻器R₁（最大阻值为0～10Ω、额定电流为0.6A）
F．滑动变阻器R₂（最大阻值为0～1000Ω、额定电流为0.2A）
G．稳压电源E（电动势9.0V、内阻可忽略）
H．开关一个、定值电阻若干、导线若干

由以上信息回答下列问题：
（1）实验前设计的电路图如图1所示，为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器分别为BCE（选填器材前的字母）．为保护滑动变阻器和灯泡，应在电路中串联的定值电阻R₀合适的电阻值应为10Ω（选填“1Ω”、“10Ω”、“30Ω”、“100Ω”）．
（2）请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图2中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来．
（3）连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E=3V、内电阻r=5Ω的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为0.22W．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定值进行分析，从而明确电压表和电流表的选择，根据实验原理确定接法，从而明确滑动变阻器的选择，同时分析电源电动势，明确保护电阻的大小；
（2）明确实验原理和误差来源，从而确定电流表接法，并根据原理图确定实物图；
（3）明确电路结构，根据并联电路规律和闭合电路欧姆定律可确定对应的图象，再根据图象的交点确定灯泡的实验功率．

解答 解：（1）小灯泡上额定电压为2.5V，故电压表应选择C；额定电流为I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.6}{2.5}$=0.24A，故电流表应选择B；
本实验采用分压接法，故应采用小电阻E；
由于电动势为9V，而测量电压只需要2.5V，故可以采用定值电阻与滑动变阻器串联分压的方式减小滑动变阻器两端的电压，为了满足电压要求，可以采用10Ω电阻串联；
（2）由于灯泡内阻较小，故为了减小误差应采用电流表外接法，故接a处，根据原理图可得出对应的实物图如图所示；
（3）两灯泡并联接在电源两端，则设电压为U，电流为I，则由闭合电路欧姆定律可知：U=E-2Ir
在灯泡伏安特性曲线中作出U=E-2Ir对应的伏安特性曲线，如图所示，则由图可知，此时灯泡的电压为1.2V，电流为0.18A，则功率为：P=UI=1.2×0.18=0.22W；
故答案为：（1）BCE；10Ω；（2）如图所示；（3）0.22．“

点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，掌握实验仪表的选择和数所处理的基本方法，注意电路图的正确分析方法是解题的关键．