Question

18．有一个额定电压为2.0V，额定功率约为0.6W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材选用：
A．电压表（0-3V，内阻6kΩ）；
B．电压表（0-15V，内阻30kΩ）；
C．电流表（0-3A，内阻0.1Ω）；
D．电流表（0-0.6A，内阻0.5Ω）；
E．滑动变阻器R₁（10Ω，2A）；
F．滑动变阻器R₂（100Ω，1A）；
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）．
（1）要求小灯泡两端的电压从零开始增大，应选择图甲中的电路b．（填“a”或“b”）

（2）用正确的电路进行测量，电压表应选用A，电流表应选用D，滑动变阻器应选用E．（用序号字母表示）
（3）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为8Ω．
（4）将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为16Ω的电阻．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理明确电路接法；
（2）根据灯泡的额定电压可明确所选的电压表；由电灯泡的电流可确定电流表；根据电路的接法可确定滑动变阻器；
（3）由图象可得出额定电压，由图象可求得灯泡的正常工作时的电流，由欧姆定律可求得灯泡的正常工作时的电阻；
（4）要使灯泡正常发光，应使灯泡达到额定值，由串联电路的规律可知应串联的电阻．

解答 解：（1）本实验中要求使电压从零开始调节，故应采用分压接法；故电路图应选择b；
（2）由题意可知，灯泡的额定电压为2.0V，故电压表的量程应大于2.0V，故电压表应选3V量程，故选A；
由P=UI可得，电流为I=$\frac{0.6}{2}$A=0.3A，故电流表应选D；
③本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选E；
④由图可知，当电压为2.0V时，电流为0.25A，故电阻为：R=$\frac{2.0}{0.25}$=8Ω；
⑤要使灯泡串联在6V的电源上正常工作，则与之串联的电阻的两端的电压应为6-2.0=4V；
此时电路中电流为0.25A，故应串联的电阻为：R′=$\frac{4}{0.25}$=16Ω；
故答案为：（1）b；（2）A，D，E；（3）8；（4）16．

点评 本题考查测量小灯泡的伏安特性曲线，要注意电表的正确选择；明确电路的接法，会利用欧姆定律进行分析求解．注意由于灯泡电阻随温度的变化而变化，故不能直接利用灯泡电阻由欧姆定律求解．