Question

4．在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除直流电源、开关、导线外，还有如下器材可供选择：
A．小灯泡“3V 1.5W”
B．电流表（3A，内阻约0.2Ω）
C．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）
D．电压表（量程3V，内阻约20kΩ）
E．滑动变阻器（0～10Ω、2A）
F．滑动变阻器（0～1kΩ、0.5A）
（1）实验所用到的电流表应选C，滑动变阻器应选E．（填字母代号）
（2）实验要求电表的示数从零开始逐渐增大．请在图1的方框内画出实验电路图．
（3）实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，若将该灯泡接在一电动势为3V、内电阻为2Ω的电源两端，则灯泡消耗的功率为0.88W

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡的额定电流选择电流表，根据电路滑动变阻器的接法，选择滑动变阻器；
（2）明确实验要求，知道滑动变阻器分压接法的应用，同时确定电流表应采用外接法，从而确定对应的原理图；
（3）在图2中作出电源的U-I图象，交点就是此时灯泡两端的电压和通过的电流，再计算灯泡消耗的功率；

解答 解：（1）小灯泡标有：“3V，1.5W”，则小灯泡的额定电流为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$A=0.5A，故电流表量程选0.6A即可，电流表选C；描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压和电流要从0开始测量，因此电路中滑动变阻器采用分压接法，为了便以调节
滑动变阻器要选用最大阻值较小的，故滑动变阻器选E；
（2）实验要求滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，电表的示数从零开始逐渐增大，可知滑动变阻器采用分压式接法，
故原理图如图所示；
（3）在乙图中作出电源的U-I关系图线U=3-2I，如下图所示，交点就是此时灯泡两端的电压和通过的电流
从图中可知，此时灯泡两端电压为2.2V，通过小灯泡的电流为0.4A，则灯泡消耗的功率为：
P=IU=0.4×2.2W=0.88W；
故答案为：（1）C，E； （2）如图所示； （3）0.88．

点评 本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线，解题关键是掌握器材选择的方法，描绘小灯泡的伏安特性曲线实验的原理图，以及利用作图法求解小灯泡实际消耗的功率．