Question

15．小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大，某同学利用实验探究这一现象．所提供的器材有：

代号	器材规格
A	电流表（A1）量程0-0.6Ω，内阻约0.125A
B	电流表（A2）量程0-3A，内阻约0.025
C	电压表（V1）0-3V，3kΩ
D	电压表（V2）量程1-15V，内阻约15kΩ
E	滑动变阻器（R1）总阻值约10Ω
F	滑动变阻器（R2）总阻值约200Ω
G	电池E电动势3.0V，内阻很小
H	导线若干，电键K

（1）请你推测该同学选择的器材是：电流表为A，电压表为C，滑动变阻器为E（以上均填写器材代号）．
（2）请你推测该同学设计的实验电路图并在图1中画出．
（3）若将该小灯泡直接接在电动势是2V，内阻是2.5Ω的电池两端，小灯泡的实际功率为0.39W．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据图2中数据可明确最大电流和电压，则可明确电压表和电流表的示数；根据分压接法可明确滑动变阻器的选择；
（2）根据表中实验数据确定滑动变阻器的接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法；
（3）在灯泡的U-I图象同一坐标系内作出电源的U-I图象，两图象的交点坐标值是用该电源给小灯泡供电时的电压与电流值，由P=UI求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）由表中数据可知，电流的最大值为0.5A； 故电流表电流表量程为0.6A的A； 最大电压为2.5V，故电压表选择C； 因本实验采用分压接法，故采用小电阻E；
（2）由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，因此滑动变阻器应采用分压接法；灯泡最大电阻R=$\frac{2.00}{0.50}$=4Ω，电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为0.2Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示，滑动变阻器采用分压接法；原理图如图所示；

（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象，图象如图所示．

由图象可知，用该电源给灯泡供电时，灯泡两端电压U=1.00V，电流I=0.39A，灯泡实际功率为：
P=UI=1.0×0.39≈0.39W；
故答案为：（1）A；C； E； （2）如图所示； （3）0.39．

点评 本题考查了实验电路的设计，设计实验电路是实验常考问题，设计实验电路的关键是根据题目要求确定滑动变阻器采用分压接法还是采用限流接法，根据待测电路元件电阻大小与电表内阻间的关系确定电流表采用内接法还是外接法．