题目内容
【题目】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝
＝
V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．
A．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)
B．电流表A1(量程150 mA，内阻约2 Ω)
C．电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω)
E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)
F．电源E(电动势4.0 V，内阻不计)
G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)
(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图______，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．
(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.70 |
I/mA | 80 | 155 | 195 | 227 | 255 | 279 | 310 |
请你根据实验数据在下图中作出灯泡的U－I图线_________．
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23 V，其原因是________．
【答案】(1)电路原理图如图所示；
A2 R1 (2)见解析图 (3)2.5(2.4～2.6) 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)
【解析】
(1)由
可得
，所以应选电流表A2；由U-I图象可知电流从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器R1方便调节，又由于
,灯泡电阻为小电阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示：
(2)根据U-I图象读出U=2.5V，I=300mA时，P=UI=0.75W，所以该灯泡额定电压为U=2.5V（2.4～2.6均可）；这一结果大于开始时的计算结果，说明灯泡的电阻随温度的升高而增大(或灯泡的冷态电阻小于正常工作是的电阻)．
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【题目】某同学利用如图所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．
①所得实验数据如下表，请在下图上画出U－I图象_______.
U/V | 1.96 | 1.86 | 1.80 | 1.84 | 1.64 | 1.56 |
I/A | 0.05 | 0.15 | 0.25 | 0.35 | 0.45 | 0.55 |
②根据所画的U－I图象，可求得电流I＝0.20 A时电源的输出功率为_______ W．(保留两位有效数字)
③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按上图电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在下图所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________________．(Rx阻值未知)
