Question

7．某实验小组准备探究某个灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下：
A．待测小灯泡一只：额定电压为2.5V，电阻约为几欧
B．电压表V₁：量程为300mV，内阻为300Ω
C．电压表V₂：量程为6V，内阻约为6kΩ
D．电流表A₁：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω
E．电流表A₂：量程300mA，内阻约为1Ω
F．滑动变阻器R₁：最大阻值200Ω
G．滑动变阻器R₂：最大阻值10Ω
H．定值电阻R₀：阻值2700Ω
I．电动势4.5V直流电源一只，开关一个，导线若干
（1）实验中电压表应选B，电流表应选D，滑动变阻器应选G．（填写器材代号）
（2）请在图甲方框中画出该实验的电路图．
（3）该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为1.1W；若将小灯泡直接与电动势E=3.0V，内阻r=7.5Ω的电源相连，小灯泡的功率为0.24W．（结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压明确电压表的选择，根据图象中电流可确定电流表；根据滑动变阻器的接法可明确滑动变阻器；
（2）根据实验原理可明确实验原理图；
（3）由图象找出灯泡额定电压对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率；在灯泡的I-U图象上作出电源的I-U图象，两图象的交点坐标是灯泡与该电源组成闭合回路时，灯泡两端电压与通过灯泡的电流，由P=UI求出灯泡的实际功率

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，6V量程较大不能准确测量，故应采用B和H串联使用测量电压；由图可知，电流最大约为0.5A，则电流表选择D；因采用分压式接法，故滑动变阻器选择小电阻G；
（2）滑动变阻器采用分压接法；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示．

（3）由图3所示图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.42A，则灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.41A≈1.1W；
在灯泡的I-U图象坐标系内，作出电动势为E=3.0V，内阻为r=7.5Ω的电源I-U图象如图所示，由图象可得：
灯泡两端电压为1V，通过灯泡的电流为0.24A，则灯泡实际功率P′=U′I′=1V×0.24A=0.24W；
故答案为：（1）如图所示；（2）如图所示；（3）1.1；0.24；

点评 本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线的实验，要明确实验实验原理，知道电表改变的应用；掌握根据图象分析数据的方法，注意小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不能根据欧姆定律直接求解．