Question

16．有一只标识为“2.5V，0.5A”的小灯泡，小华想测定其伏安特性曲线，实验室所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

编号	器材名称	规格与参数
A	电源E	电动势为3.0V，内阻不计
B	电流表A1	量程0-10mA，内阻200Ω
C	电流表A2	量程0-600mA，内阻2Ω
D	电阻箱R	阻值999.99Ω
E	滑动变阻器R1	最大阻值10Ω
F	滑动变阻器R2	最大阻值2kΩ

（1）为了达到实验目的需要组装一个量程为3.0V的电压表，那么电阻箱的阻值应调到100Ω；
（2）为了减小实验误差，实验中滑动变阻器应选择E（选填器材前面的编号）；
（3）请帮助小华设计一个电路，要求使误差尽量小，并将电路图滑在图1虚线框内；

（4）小华在实验中用电流表和改装后的电压表测得数据并记录在下表中，请根据表格中的数据在图2方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线；

电压U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

（5）将一个电动势为1.5V，内阻为3Ω的电源直接接在该小灯泡的两端，则该小灯泡的实际功率为0.2W（结果保留1为有效数字）．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，根据电路的改装规律可明确电阻箱应接入电阻；
（2）根据滑动变阻器的作用可确定应选择的滑动变阻器；
（3）根据实验原理进行分析，从而明确应采用的电路图；
（4）根据描点法可得出对应的图象；
（5）在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图的交点表示灯泡的工作点，从而确定电压和电流，由功率公式即可确定电功率．

解答 解：（1）由题意可知，本实验应采用伏安法测量伏安特性曲线，由表中数据可知，电流大小最大约为0.49A，因此电流表应采用A₂，故只能采用A1与电阻箱串联的方式进行改装，由串并联电路规律可知，R=$\frac{3}{0.01}-200$=100Ω；
（2）由于本实验采用滑动变阻器分压接法，所以只能选用总阻值较小的E；
（3）本实验应采用滑动变阻器分压接法，由于电流表内阻较小，故应采用电流表外接法，故原理图如图所示；
（4）根据描点法可得出对应的伏安特性曲线如图所示；
（5）在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图的交点表示灯泡的工作点，由图可知，电压U=0.8V，电流I=0.22A，则功率P=UI=0.8×0.22≈0.2W．
故答案为：（1）100（2）E（3）如图所示（4）如图所示（5）0.2

点评 本题考查描绘灯泡伏安特性曲线实验中的实验原理、仪表选择以及数据处理，要注意明确本实验主要采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法，同时数据处理时一定要注意图象的正确应用．