Question

某同学从实验室中找到一只小灯泡，上边标称功率值为0.75W，額定电压值已模糊不清了，为了得到额定电压值．他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω．然后拫据公式计算出该灯泡的额定电压U=

PR

=

2×0.75

V=1.23V．该同学怀疑所得电压值不准确，于是．他利用表（I）中可供选择的实验器材设计一个电路进行测量．当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很弱，于是，该同学继续缓慢地增加电压，当达到2.70V时．发现灯泡已过亮，立即断开开关，通过表（2）中记录的数据进行分析．
表一：实验器材

电压表V	量程3V，内阻约3KΩ
电流表A1	量程150mA，内阻约2Ω
电流表A2	量程500mA，内阻约0.6Ω
滑线变阻器R1	0～20Ω
滑线变阻器R2	0～50Ω
电源E	电动势4.0V，内阻不计
开关S和导线

表二：实际测量的电压、电流值

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

试完成下列实验要求：
（I ）拫据表（2）中的实验数据，在给出的方格纸内画图．并从图线上分析该灯的额定电压到底为多少

 

；与一开始的计箅相比．是大还是小？为什么

 

．
（II）从表（2）中的实验数据可以分析，该同学实验时所选择的电路应为下列四个电路图中的

 

图；所用的电流表为

 

；滑线变阻器为

 

．

Answer 1

分析：通过描点法作出U-I图象，由图象根据题意可以得出额定电压值；根据求出的额定电流值可以选出电流表；
根据题目中给出的数据可以大致得出滑动变阻器的阻值，再根据分压和限流接法的特点可以得出电路的接法．

解答：解：先分析表中电压和电流的大小，恰当选取纵横坐标轴的标度，所画图线如图所示．从图线上可以看出，在电压等于2.20V时，通过计算其功率约为0.6W，在电压为2.70V时，计算出功率约为0.84W，所以其额定电压必在2.70伏以下2.20伏以上．由此，从图线上很快找出2.5V的这一点，电流约0.3安，则其功率约为0.75W，于是得到该灯的额定电压为2.5V．
从题给条件可知，为了安全性毫安表需选用A₂，并且需外接，在控制电路中，当采用限流式接法时，通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为

4-0.2

0.08

=47.5Ω，故选用变阻器R₂完全可以满足要求．若采用分压式接法，由于灯泡的电阻在

2.5

0.3

=8.3Ω以下，用变阻器R₁ 和R₂都不便于操作，所以应采用限流式，变阻器选R₂，电路图选A．
故答案为：
（Ⅰ）2.5V 灯丝是非线性元件，阻值随温度升高而增大
（Ⅱ）A A₂ R₂

点评：本题对学生要求较高，并且不按常规出题，考查学生能否真正把握所学规律并且能学以致用；
通过对灯泡冷态电阻的测量，得到的电压虽然不正确，但由于它低于额定电压，所以从安全的角度考虑，这一步还是必要的．