Question

7．在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，同学们从实验室选择了一个标有“12V  6W”字样的灯泡，实验器材如下：
电流表A₁（量程300mA，内阻约为3Ω）；      
电流表A₂（量程600mA，内阻约为1Ω）；
电压表V（量程15V，内阻约为3kΩ）；         
滑动变阻器R₁（0～5Ω，额定电流为5A）；
滑动变阻器R₂ （0～50Ω，额定电流为0.01A）；  
电源E（电动势15V，内阻较小）；
单刀单掷开关一个、导线若干．
（1）实验器材中，电流表应该选择A₂，滑动变阻器选择R₁．（请选填仪表的符号）
（2）画出符合实验要求的实验电路图．
（3）描绘的伏安特性曲线如图1所示，若选取2个这样的灯泡并联，再与一个阻值为8Ω的定值电阻串联，接在电动势10V，内阻2Ω的电源两极，如图2所示，则每个灯泡消耗的电功率1.22W．（请保留三位有效数字）

Answer 1

分析 ①根据题目要求确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择实验电路及仪器；
②根据实验要求及给出的数据可得出对应的原理图；
④根据电路及欧姆定律进行分析，得出电压与电流的关系图象，在U-I图象中作出，则图象的交点为工作点，读出对应的电流及电压，则由P=UI可求得功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{12}$=0.5A；故电流表应选择A₂；因本实验采用分压接法，故滑动变阻器应选择小电阻，故选R₁；
（2）本实验中应测量多组数据，故应采用滑动变阻器分压接接法；同时因灯泡内阻较小；故应采用电流表外接法；实验电路如图所示；
（3）灯泡两端的电压为U，通过灯泡的电流为I，则干流电流为2I，对闭合电路有：U+2I（8+2）=E，即U=10-20I
做出对应的伏安特性曲线与灯泡的伏安特性曲线的交点可得：U=3.8V，I=0.32A，则此时灯泡的功率P=UI=3.8×0.32=1.22W；
故答案为：（1）A₂；R₁；（2）如图所示；（3）；
故答案为：①A₂；R₁；（2）如图所示；（3）1.22W

点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的测量，要注意正确分析实验原理，得出正确的实验图象，明确由图象分析实验数据的方法．